Ученые из Перми и Китая разработали точный метод для добычи сланцевого газа
Пермь, 24 июн - ИА Neftegaz.RU. Ученые Пермского Политеха (ПНИПУ) и Китайского университета нефти и газа разработали инновационный метод, который повышает эффективность добычи сланцевого газа.
Об этом сообщила пресс-служба ПНИПУ.
Этот газ, состоящий преимущественно из метана, находится в плотных горных породах - сланцах, и его извлечение требует применения специальных технологий, таких как гидроразрыв пласта.
Однако сложная структура сланцев, их слоистость и хрупкость делают процесс добычи трудоемким и рискованным.
Новый метод позволяет виртуально исследовать сланец на компьютере, избегая дорогостоящих лабораторных испытаний, и с точностью до 90% предсказать наиболее подходящие зоны для создания трещин.
Это повышает успешность гидроразрыва, минимизирует риски обрушений, снижает затраты и увеличивает объем добычи газа.
Исследование, поддержанное Национальным фондом естественных наук Китая ( 52374027) и Правительством Пермского края ( СЭД-26-08-08-32), опубликовано в журнале Society of Petroleum Engineers в 2025 г.
Сланцевый газ используется как альтернатива традиционному газу в производстве пластмасс, удобрений, смол, для отопления, а также в качестве топлива в автомобилях и электроэнергетике.
Его запасы в мире значительны, и он может заменить уголь, снизив выбросы углекислого газа.
Однако добыча сланцевого газа сложнее, чем из песчаников, карбонатных или угольных пластов, особенно на глубинах более 3,5 км.
Обычно для изучения свойств породы проводят лабораторные испытания керна - образцов, извлеченных из скважин.
Однако этот процесс трудоемкий и дорогостоящий, а также не учитывает неоднородность сланцев.
Современные технологии позволяют создавать цифровые модели горных пород и проводить виртуальные эксперименты, что значительно упрощает процесс.
Ученые разработали метод, основанный на детализированных трехмерных цифровых моделях керна.
Сканирование горной породы компьютерной томографией и обработка снимков электронной микроскопией позволили создать точный цифровой двойник керна.
Это дало возможность изучить пористость, микротрещины и минеральный состав сланца, включая глину, кварц, полевой шпат и пирит.
Погрешность модели составила всего 3-9%.
Далее исследователи смоделировали гидроразрыв и рассчитали, как трехмерная модель керна деформируется под нагрузкой.
Результаты показали, что чувствительность сланцевой породы к трещиноватости зависит от угла падения трещины и пласта, их плотности, твердости, длины, хрупкости минералов и возникающих напряжений.
На основе этих данных была разработана комплексная модель для оценки проницаемости глубоких сланцевых резервуаров.
Она учитывает все факторы и позволяет предсказать зоны, где гидроразрыв будет наиболее эффективным.
Практическое применение метода было проверено на сланцевом газовом месторождении в Китае.
На основе модели был разработан сценарий операции, и гидроразрыв проведен на двух участках разной глубины - 3580-3640 и 3660-3730 м.
В первой зоне начальная добыча газа была высокой, но коэффициент извлечения низким, а во второй - и начальная добыча, и коэффициент извлечения оказались высокими.
Результаты подтвердили достоверность модели.
В России разработка может быть полезна при добыче углеводородов из Баженовской и Доманиковой свит на Урале и в Западной Сибири, где пласты характеризуются низкой проницаемостью.
Методика ученых позволяет повысить уровень добычи газа на основе реальных данных без дорогостоящих лабораторных исследований.
Модель, предсказывающая успешность гидроразрыва пласта, повышает его эффективность, сокращает время и затраты на подготовку и проведение операции.