Команда NETL использует технологию ЯМР для количественного определения жидкостей в подземных кернах.
Исследователи из Национальной лаборатории энергетических технологий (NETL) предпринимают важные шаги, которые могут помочь увеличить добычу нефти и природного газа из нетрадиционных месторождений.
Данный метод направлен на извлечение этих дополнительных ресурсов из сланцевых и других плотных коллекторов, которые уже содержали углеводороды в результате гидроразрыва пласта на этапе первичной добычи, но все еще содержат большие объемы нефти и газа, заключенных в горных породах.
В нетрадиционных месторождениях обычно добывается лишь небольшой процент запасов углеводородов. Новые исследования могут помочь обеспечить доступную, надежную и безопасную энергетику для Соединенных Штатов.
Первичное извлечение нефти методом гидроразрыва пласта.
«Первичная добыча нефти и газа методом гидроразрыва пласта в этих нетрадиционных формациях обычно составляет от 3% до 10% от запасов нефти и от 5% до 30% от запасов природного газа», — сказала Анджела Гудман, исследовательница из NETL и всемирно известный эксперт по геологическим системам.
«Наша задача состоит в поиске безопасных и экономически эффективных стратегий для извлечения значительно большего количества нефти и газа, оставшихся в этих месторождениях».
Спектроскопия ядерного магнитного резонанса оказывает ценную помощь.
Исследовательская группа утверждает, что спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) оказывает ценную помощь.
Команда NETL использует технологию ЯМР для количественного определения жидкостей в подземных кернах путем определения пористости и распределения размеров пор размером до 1 нанометра. Согласно пресс-релизу, ЯМР также позволяет идентифицировать тип жидкости в керне, различая жидкости с разной вязностью, такие как вода, водород, тяжелая нефть, легкая нефть и природный газ, а также характеризовать смачивающие свойства керна, чтобы определить, будет ли порода преимущественно поглощать воду, нефть, природный газ и диоксид углерода (CO2) для повышения нефте- и газодобычи.
«Мы начинаем с насыщения кернов сланцевой породы углеводородным маслом. Атомы водорода в большом количестве присутствуют в пропитанных углеводородами кернах. Когда керн помещают в магнитное поле ЯМР-спектрометра, ядра водорода выравниваются по направлению поля», — сказал исследователь NETL Мэтью Гриндл.
Исследователи выяснили, что затем применяется радиочастотный импульс, который на короткое время выводит ядра из состояния магнитного выравнивания. После выключения импульса протоны медленно возвращаются в свое магнитно выровненное состояние в процессе, известном как «релаксация».
Согласно опубликованным данным, времена релаксации ЯМР предоставляют информацию о пористости in situ (процент пустотного пространства в породе, указывающий на то, сколько воды, нефти или газа она может вместить), распределении размеров пор (размер пор в породе), проницаемости (показатель того, насколько легко жидкости могут протекать через взаимосвязанные поры в породе) и насыщенности породы жидкостью.
Исследователи также сообщили, что ЯМР-установка способна анализировать керны горных пород, находящиеся в сосуде высокого давления, имитирующем экстремальные давления до 10 000 фунтов на квадратный дюйм и температуры до 100 градусов Цельсия, которые наблюдаются в недрах земли, и изучать, как жидкости протекают через керны горных пород в этих условиях.
«Такие анализы позволяют измерять начальную насыщенность многофазной жидкости (воды, углеводородов и т. д.) и отслеживать изменения насыщенности жидкости в процессе закачки новой жидкости, такой как CO2, природный газ, вода и поверхностно-активные вещества, предназначенные для начала нефтедобычи», — сказала исследовательница NETL Лорен Берроуз.
Технология ЯМР будет использоваться для проведения экспериментов, в ходе которых насыщенный нефтью керн горных пород будет находиться под высоким давлением, а в него будет закачиваться природный газ, вода, поверхностно-активное вещество или CO2 для выполнения метода, известного как «вдувание и выдувание».
В ходе этих экспериментов с использованием метода «закачки и выдувания» создаются цифровые сканы для построения трехмерной карты распределения жидкостей в породе и демонстрации того, как закачиваемая жидкость перемещает нефть и воду по порам породы, включая жидкость в нанопорах, которые в тысячи раз меньше ширины человеческого волоса, говорится в пресс-релизе.
Sourse: interestingengineering.com
