Для ГРП вместо воды предложен сверхкритический СО2
Ученые Пермского Политеха совместно с коллегами из Китая разработали метод усиленного безводного гидроразрыва пласта. Это может повысить эффективность добычи нефти и газа из месторождений с нетрадиционными запасами. Об этом Информагентство «Девон» узнало из сообщения ПНИПУ.
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.
