Ученые показали, что распространенный метод повышения нефтеотдачи может «испортить» сланцевую скважину
Научная группа из Сколтеха изучила эффект от закачки в нефтеносный сланец двух химических составов для повышения нефтеотдачи. Оказалось, что обе испытанные жидкости — водный раствор промышленного поверхностно-активного вещества и взвесь наночастиц диоксида кремния — не подходят для разработки сланцевых месторождений. Вместо того чтобы облегчать добычу, эти химические агенты могут, наоборот, «запереть» нефть в пласте. По этой причине ученые рекомендуют исследовать альтернативные варианты повышения нефтеотдачи на сланцевых месторождениях.
Работа опубликована в журнале Energy & Fuels. По мере разработки скважины давление в нефтеносном пласте падает, и в какой-то момент продолжать извлекать нефть становится нерентабельно или даже невозможно без закачки в скважину разного рода веществ для увеличения нефтеотдачи. Причем на сланцевых месторождениях этот момент наступает раньше — на многих из них добыча вовсе не ведется без повышения нефтеотдачи.
Методы повышения нефтеотдачи делятся на три категории. Термические подразумевают нагрев пласта с целью снижения вязкости нефти и повышения мобильности — для этого используют, например, пар, горячую воду или воздух для реализации внутрипластового горения нефти. Мобильность также можно увеличить закачкой углекислого, природного газа — газовые методы основаны на эффекте расширения, «набухания» нефти и снижения вязкости за счет растворения более легких компонент. Наконец, в химических методах может использоваться вода с самыми разными добавками, и механизмы повышения нефтеотдачи у них отличаются.
Сланцевые месторождения — ценный ресурс, который расширяет возможности нефтедобывающих компаний и стран. Это источник углеводородов там, где раньше их с коммерческой точки зрения не было. Однако извлекать сланцевую нефть труднее, чем обычную, а проверенные временем методы повышения нефтеотдачи здесь могут иметь иной эффект, чем на традиционных месторождениях. Понять, какая часть привычного арсенала работает, какая нет и от чего это зависит — ключевая задача научных работников в нефтяной отрасли.
Этот вопрос отчасти прояснила научная группа из Центра науки и технологий добычи углеводородов Сколтеха. Младший научный сотрудник Александра Щербакова, старший научный сотрудник Елена Мухина и их коллеги выполнили численное моделирование и провели два уникальных и технически сложных эксперимента на образцах нефтеносного сланца в рамках долгосрочного проекта по изучению способов увеличения нефтеотдачи баженовской свиты под руководством профессора Алексея Черемисина.
Цель экспериментов — проверить, целесообразно ли применять для повышения нефтеотдачи на сланцевых месторождениях закачку воды с наночастицами диоксида кремния либо раствор поверхностно-активного вещества — этот класс соединений известен в быту как основной компонент моющих средств и мыла.
«Мы рассмотрели 13 флюидов и выбрали два из них для испытаний на насыщенных нефтью цилиндрических образцах породы из баженовской свиты — группы месторождений в Западной Сибири, где сконцентрирована бо́льшая часть горючих сланцев в России, — рассказала первый автор научной публикации, младший научный сотрудник Александра Щербакова. — Сначала в образец закачали воду, и коэффициент вытеснения нефти составил 53 процента. В полевых условиях было бы меньше, но, грубо говоря, смысл этого показателя такой, что примерно половину нефти в коллекторе удалось бы извлечь. Этот показатель послужил ориентиром для оценки эффективности двух агентов, действие которых мы исследовали».
Первый агент — поверхностно-активное вещество с названием (сульфонат эфира натриевой кислоты). Хотя он действительно повысил коэффициент нефтеотдачи, в итоге показатель составил все те же 53 процента, что и при закачке обычной солёной воды, а значит, тратить деньги на этот промышленный химикат нет смысла.
Закачку первого агента не только выполнили экспериментально, но и смоделировали. Оказалось, что компьютерная модель верно предсказывает коэффициент нефтеотдачи, но упускает существенный побочный эффект. А именно, эксперимент показал, что поверхностно-активное вещество значительно снизило проницаемость породы, блокировав часть каналов в ней. Так что полагаться только на модели в решении описанной задачи явно преждевременно.
В эксперименте со вторым агентом, взвесью наночастиц в воде, проблема снижения проницаемости породы проявилась еще сильнее. «Из-за небольшого размера пор и каналов в породе, которые не превышают размер наночастиц, фильтрация флюидов с наночастицами может в конечном итоге привести к критическому повреждению сланцевой породы», — предостерегают в своей статье авторы исследования.
«Мы показали, что закачка воды и поверхностно-активного вещества — сравнительно недорогой и успешно используемый на традиционных месторождениях метод повышения нефтеотдачи — хуже подходит для добычи из сланцевых залежей, в частности баженовской свиты, и несёт в себе существенные риски. Чтобы узнать, сработают ли на сланцах другое поверхностно-активное вещество или иные методы повышения нефтеотдачи, закачка газа например, нужны дополнительные исследования», — подытожила старший научный сотрудник Елена Мухина, руководившая организацией и выполнением исследования.
Telegram 
Дзен 
VK Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Ни один регион на Земле не обладает стопроцентной устойчивостью ко всем возможным глобальным катастрофическим рискам. Тем не менее существует место, имеющее максимальный запас прочности в такой ситуации, — и это Австралия.
Ребенок легче взрослого, быстрее осваивается в новой обстановке и обладает пластичной нервной системой — значит, невесомость он перенесет проще. Это рассуждение звучит убедительно ровно до тех пор, пока ребенка считают уменьшенной копией взрослого. На самом деле его скелет еще набирает прочность, мышцы учатся работать вместе с нервной системой, вестибулярный аппарат настраивает ощущение положения тела, а органы и ткани проходят этапы, которые нельзя повторить после завершения роста. Если в этот период убрать постоянную нагрузку земного притяжения, организм будет не только приспосабливаться к новой среде: он станет формироваться внутри нее. Каким получится результат, медицина сегодня не знает: длительных орбитальных исследований с участием несовершеннолетних не проводилось.
Биологи провели молекулярный анализ тканей человеческого мозга и выяснили, что при тяжелой депрессии останавливается процесс образования новых нейронов. Открытие показало, что природа заболевания кроется не только в химическом дисбалансе нейромедиаторов, но и в физическом нарушении клеточного обновления гиппокампа.
Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Приблизительно 130 миллионов лет назад, когда по земле бродили динозавры, какое-то млекопитающее пробежало по влажной песчаной дюне на территории современной южной части Бразилии. Размер оставленных этим древним существом следов поразил палеонтологов.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно