Ученые обосновали эффективность новой технологии освоения горючих сланцев

Экспериментальное обоснование эффективности технологии освоения горючих сланцев месторождения Natih B впервые выполнили ученые Казанского федерального университета (КФУ) совместно с оманскими специалистами из университета Султана Кабуса и нефтяной компании Daleel Petroleum, 29 июня сообщает пресс-служба КФУ.

Учеными был адаптирован метод внутрипластового горения для разработки горючих сланцев в низкопроницаемых коллекторах таким образом, чтобы технология добычи и переработки горючих сланцев соответствовала критериям эффективности, экологической чисты и малозатратности.

Рентабельность разработки нетрадиционных ресурсов углеводородов является важным требованием для нефтегазовой отрасли. Одними из таких нетрадиционных ресурсов являются горючие сланцы, представляющие альтернативные источники сырья для энергетики и нефтяной индустрии. Разведка подтверждает наличие в мире их больших запасов.

Некоторые источники оценивают ресурсы горючих сланцев и сланцевой нефти в мире в 650 трлн тонн, что втрое превышает объем разведанных запасов традиционной нефти. Горючие сланцы обнаружены в 42 странах, включая Россию и Оман.

Горючие сланцы — это богатая органикой мелкозернистая осадочная порода, содержащая кероген (твердая смесь органических высокомолекулярных химических соединений), битум и неорганические вещества. Из нее можно получать жидкие углеводороды, называемые сланцевым маслом.

Содержание битума в горючих сланцах невелико, и тем органическим веществом, из которого можно получить жидкие углеводороды, в основном является кероген.

Завкафедрой разработки и эксплуатации месторождений трудноизвлекаемых углеводородов Института геологии и нефтегазовых технологий КФУ Михаил Варфоломеев пояснил:

«Традиционные методы, используемые для добычи легкой (маловязкой) нефти, не могут быть применены для извлечения горючих сланцев. Основная трудность и ограничения заключаются в малой продуктивности и высоких затратах на мероприятия по извлечению сырья, что обусловливает необходимость в разработке эффективных, экологически чистых и экономичных технологий добычи и переработки горючих сланцев».

Ученые НЦМУ «Рациональное освоение запасов жидких углеводородов планеты» совместно с оманскими специалистами предложили для снижения экологических рисков и дороговизны наземной переработки горючих сланцев в синтетическую нефть, а также для усовершенствования разработки месторождения Natih B, где эти полезные ископаемые залегают на значительной глубине, новый комплексный метод преобразования их в синтетическую нефть прямо в пласте.

«Технология включает стадию гидроразрыва пласта с последующим применением метода внутрипластового горения, эффективность которого повышается при добавлении катализатора, предложенного Казанским федеральным университетом. Кроме того, катализаторы позволяют увеличить эффективность генерации синтетической нефти», — рассказал Варфоломеев.

Ученые провели физическое моделирование процесса внутрипластового горения на созданной в КФУ специализированной установке — трубе горения. Данные экспериментов были использованы для систематического анализа изменения температурного профиля и перепада давления газов, выделяющихся в процессе горения.

Кроме того, для визуального контроля в ходе эксперимента изменений в структуре порового пространства была выполнена компьютерная микротомография образцов. Результаты исследования были представлены в статье «Технология сжигания на месте для разработки трещиноватых низкопроницаемых горючих сланцев: экспериментальные доказательства получения синтетической нефти и успешного распространения фронта горения», опубликованной в журнале Fuel.

«Обнаружено, что в ходе процесса внутрипластового горения наблюдалось трехкратное увеличение проницаемости модели пористой среды и устойчивое распространение фронта горения», — сообщил о результатах эксперимента старший научный сотрудник НИЛ методов увеличения нефтеотдачи НЦМУ Александр Болотов.

А его коллега, младший научный сотрудник НИЛ Ильгиз Минханов дополнил: «Настоящая работа подтверждает возможность использования технологии внутрипластового горения для разработки низкопроницаемых горючих сланцев и внутрипластового преобразования горючего сланца для получения синтетической нефти».

Проведенное совместное исследование казанских и оманских специалистов стало первой экспериментальной работой, подтвердившей технологическую эффективность внутрипластового горения для разработки и переработки горючих сланцев. Также они экспериментально показали, что эффективность этого процесса можно повысить с помощью катализаторов, используемых совместно с водой.