Для ГРП вместо воды предложен сверхкритический СО2
Сланцевые месторождения нефти и газа отличаются высокой плотностью и низкой проницаемостью, что осложняет добычу ресурсов. Для их разработки используется гидроразрыв пласта, когда в скважину под сильным давлением закачивают жидкости со специальными добавками. За счет этого в горной породе образуются трещины, через которые легче проходят углеводороды.
Несмотря на свою эффективность, ГРП вызывает множество технических и экологических проблем. Это большой расход воды, химическое загрязнение, повреждение пласта из-за закупорки пор, высокая вязкость. Поэтому ученые ищут безводные способы повышения проницаемости горных пород.
Наиболее перспективной из разрабатываемых методов считается закачка сверхкритического диоксида углерода (SC-CO₂). Это углекислый газ, который находится в состоянии выше своих критических температуры и давления. Это наделяет его уникальными физическими и химическими свойствами.
Сверхкритический диоксид углерода обладает более высокой смешиваемостью с углеводородами и уменьшает закупорку нефти и газа.
«Это устраняет проблемы набухания глины и загрязнения пласта и способствует образованию большой сети трещин», - объясняет директор Когалымского филиала ПНИПУ Владимир ПОПЛЫГИН
Углекислый газ можно закачивать в недра в промышленных масштабах, что соответствует экологической политике двойного использования углерода.
Ученые Пермского Политеха, Китайского университета нефти и Китайской академии наук изучили, как сверхкритический диоксид углерода влияет на морфологию, длину, ширину и давление образовываемой трещины. Они представили технологию усиленного ГРП, который позволяет снизить нагрузку на окружающую среду и повысить эффективность добычи ресурсов.
Методика состоит из трех этапов. Сначала с помощью ScCO₂ образуются микротрещины вокруг ствола скважины. При этом порода не разрушается. Затем насос, закачивающий газ, останавливается.
При поддерживающем давлении скважина насыщается CO₂. Углекислый газ, вступая в реакцию с минералами, уменьшает прочность и плотность горной породы. И только в конце для создания трещин, увеличения их ширины и сложности жидкость подается под высокой скоростью.
Исследователи проверили эффективность технологии с помощью разработанной конструкции для проведения ГРП. Она состоит из системы закачки жидкости, сбора данных, электропитания и устройства трехосного гидроразрыва. Она создает трехстороннее давление на образец. Испытания сланцевой породы проводили по традиционной и предлагаемой технологии.
По сравнению с жидкостью на водной основе, усиленный гидроразрыв пласта с диоксидом углерода снижает давление на 43%. Общая длина трещин получается больше примерно в 3,5 раза. При этом возникает множество ответвлений.
Образующиеся разрывы в породе по стандартной методике существуют только на поверхности сланца и не могут проникнуть внутрь. При закачке сверхкритического углекислого газа трещины распространяются вдоль плоскости напластования, проходя через весь образец породы.
Ранее ИА «Девон» сообщало, что ученые Пермского политехнического университета разработали математическую модель, которая поможет «оживить» простаивающие нефтяные скважины. Это позволяет прогнозировать эффективность гидроразрыва пласта на зрелых месторождениях.
| Поделиться этой новостью у себя в соцсетях |