Ученые изучают физику извлечения газа из сланцевых образований

Извлечение газа из новых источников жизненно важно для того, чтобы дополнить сокращение традиционных поставок. Сланцевое месторождение вмещает газ, захваченный в порах из аргиллита, который состоит из смеси иловых минеральных частиц размером от 4 до 60 микрон и глинистых элементов размером менее 4 мкм. Удивительно, но в нефтегазовой отрасли пока нет четкого понимания того, как поры и геологические факторы влияют на хранение газа и его способность протекать в сланце.

В исследовании, опубликованном в Европейском физическом журнале (European Physical Journal E), Наталья Ковальчук (Natalia Kovalchuk) и Константинос Хаджистассоу (Constantinos Hadjistassou) из Университета Никосии на Кипре, изучают текущее состояние знаний о потоковых процессах, происходящих при добыче сланцевого газа, начиная от нано- и заканчивая микроскопическими масштабами. Эти знания могут помочь улучшить добычу газа и снизить затраты на добычу сланцевого газа.

Добыча газа из сланца стала популярным методом в Северной Америке и вызвала растущий интерес в Южной Америке и Азии, несмотря на некоторую общественную оппозицию. По сравнению с традиционными месторождениями пористые структуры резервуаров сланцевого газа варьируются от нанометрического до микроскопического масштаба. Для сравнения, большинство месторождений природного газа показывают микроскопические или более крупные поры.

В этой статье авторы излагают последние сведения о том, как распределение пор и геометрия сланцевой матрицы влияют на механику процесса транспортировки газа в ходе извлечения. Они представляют модель, основанную на микроскопическом изображении, полученном с помощью сканирующей электронной микроскопии, чтобы определить, как давление газа и скорость газа изменяются по всему сланцу. Модель согласуется с экспериментальными данными.

Авторы показывают, что ориентация, плотность и величина узких мест в горных породах могут влиять на объем и расход при добыче газа из-за их влияния на распределение давления по всему резервуару. Результаты их численного моделирования соответствуют теоретическим доказательствам.

Дополнительная информация: Natalia Kovalchuk et al, New insights from shale gas production at the microscopic scale, The European Physical Journal E (2018).

Ссылка на статью https://link.springer.com/article/10.1140%2Fepje%2Fi2018-11741-5

Phys.Org, 30.11.2018