Цивилизация
Ученые разработали новый лабораторный метод для измерения содержания воды в сланцевых породах, которые используются в добыче нефти. Суть подхода заключается в испарении поровой воды при разных температурах и точном измерении ее количества. Как показали результаты исследований, новый метод быстрее и более точен, чем используемые сейчас в практике. Работа поддержана Президентской программой исследовательских проектов Российского научного фонда и опубликована в престижном международном журнале Journal of Petroleum Science and Engineering.
«С помощью предложенного метода испарения нам удалось впервые получить точные данные по количественному содержанию поровой воды в сланцевых породах, которые представляют большой интерес как для развития науки, так и для индустриальных нефтегазовых компаний», – говорит Екатерина Казак, ответственный исполнитель проекта, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник геологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова.
Активная разведка залежей углеводородов и разработка сланцевых месторождений в мире началась несколько десятилетий назад, однако методы определения нефте-, газо- и водонасыщенности пород до сих пор активно развиваются. Точная оценка содержания воды в сланцевых породах важна для истолкования данных исследований скважин и подсчета запасов углеводородов в пласте. Погрешности в оценке этого показателя могут привести к неверному определению объема запасов, что чревато упущением прибыли нефтяных компаний и потерей ресурсов.
Сегодня для оценки содержания воды в образцах горных пород используют два лабораторных метода. Один из них, метод Дина–Старка, основан на нагревании органического растворителя и последующем выделении воды из образца. Другой метод – с использованием реторты, специального аппарата для перегонки, где происходит нагревание непосредственно образцов породы большой массы. До сих пор не существует однозначного мнения, какой из методов предпочтительнее для точной оценки содержания воды в породах баженовской свиты, в которых ее изначально мало. Решение этой проблемы требует применения принципиально новых подходов.
Ученые предложили свой метод – метод испарения. Образец нагревают в специальной ванночке, чтобы вода выделилась из пустот в виде пара и затем сконденсировалась в специальной пробирке-приемнике. Объем или массу этой воды измеряют. Исследователи сравнили метод испарения и метод Дина–Старка при определении содержания воды в сланцевых породах баженовской свиты и провели разные эксперименты, чтобы определить чувствительность нового метода, воспроизводимость и погрешность измерений. Результаты показали, что широко используемый метод Дина–Старка недостаточно точен для оценки содержания воды в сланцевых породах. Новый подход оказался более эффективным и быстрым в случае небольшого количества образцов и низкого начального содержания воды в них, чем и известны породы баженовской свиты.
«Внедрение метода испарения, без сомнения, повысит точность оценок объема нетрадиционных ресурсов углеводородов и надежность подсчетов трудноизвлекаемых запасов баженовской свиты», – считает Андрей Казак, руководитель проекта, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Сколковского института науки и технологий.
