Рейтинг@Mail.ru
Навигация

← Предыдущая статья             Содержание номера             Следующая статья →

Журнал First Break – Апрель 2012 – Выпуск 4 – Том 30 – Новости EAGE

На последнем семинаре по сланцам в Барселоне вопросов столько же, сколько ответов

Главное место на третьем семинаре EAGE по сланцам заняли физика и химия. Рассказывает председатель организационного комитета Frans Kets из Университета Лидса.

Барселона стала местом проведения 3-го семинара EAGE по сланцам, который состоялся 23—25 января. Участники семинара получили возможность оценить состояние отрасли и науки в области изучения сланцев и найти партнёров для своих исследований. Здесь были представлены большинство институтов, которые могут считаться ведущими в Европе, присутствовали также представители из США и Австралии. В семинаре приняли участие 80 специалистов, представлявших как научные институты, так и действующие отраслевые компании. Большая часть докладов в ходе трёхдневной программы была сделана сотрудниками академических и исследовательских институтов, однако такие компании, как Shell и Chevron, также рассказали о своих исследованиях.

Научно-практический семинар EAGE по сланцам всегда отличался многопрофильностью. Его основная задача заключается в обеспечении обмена информацией между различными дисциплинами. Ключевая цель проведения семинара состоит в расширении общедоступных знаний путём обмена узкоспециальным опытом работы в рамках отдельных инженерных и геонаучных дисциплин, задействованных в исследовании сланцев и имеющих дело с инновационными технологиями. Темой семинара стали физика и химия сланцев со вполне закономерным акцентом на более фундаментальных аспектах, хотя в целом, как обычно, была обозначена перспектива промышленного применения.

Обратная связь между исследованиями в разных регионах была ярко продемонстрирована на примере добычи воды и сланцевого газа со ссылками на статьи по стабильности скважин. В качестве примера работы с макроскопическими явлениями были взятии подземные лаборатории, используемые в исследовательских целях при захоронении ядерных отходов. Большая часть времени была посвящена обсуждению микроструктурных исследований, уплотняющей способности и жидкостных потоков, а также сфер применения, связанных с добычей сланцевого газа, секвестрацией CO2 и захоронением радиоактивных отходов. Сейсмические исследований были представлены в незначительной степени, один доклад был посвящён интерпретации сейсмических данных для картографирования геомеханических свойств, ещё несколько затрагивали тему анизотропии, обнаружения материнской породы. На тему использования четырёхмерных сейсмических исследований не было представлено ни одной работы. Также почти не обсуждался диагенезис глинистых минералов. По сейсмическим наблюдениям было получено большее число работ, однако они не прошли отбор из-за насыщенности технической программы.

Явно прослеживались две тенденции. С одной стороны, было много докладов с описанием поведения сланцев как макроскопических систем с учётом тепловых эффектов, насыщения и механических свойств. Месторождение при этом рассматривается как ряд одновременных термо-гидро-механико-химических процессов (THMC). Основная область применения такого подхода — захоронение радиоактивных отходов и стабильность скважин, где тепловые эффекты могут играть важную роль. С другой стороны, предприняты серьезные исследования для получение наглядных изображений пористого строения и структуры сланцев на микро- и наноуровнях с помощью методов, основанных на применении рентгеновских лучей и электронного микроскопа, вызванных желанием понять механизмы проницаемости и диффузии в газовых сланцах с целью изучения продуктивности и герметизации пластов. Исторически сложилось так, что в большинстве теорий упругого поведения среды, описывающих сланцы, для описания зависимости от сжатия используются наномасштабные концепции, однако связь между этими концепциями и наблюдаемыми наноэффектами является эмпирической и не описывается численно.

Дистанция между макромоделями и реальными наблюдениями на наноуровне остаётся по-прежнему очень значительной. Вполне можно сравнить текущее состояние исследования сланцев с развитием физики в 19-ом веке, когда появились термодинамика и лежащее в её основе статистическое описание. THMC модели, наряду с описывающими упругие свойства среды моделями как наиболее репрезентативными, находятся с одной стороны спектра; изображения, получаемые с помощью нанотомографии сфокусированных ионных пучков электронного микроскопа, — на другом его конце. Поскольку сланцы в любом масштабе представляют собой неоднородные анизотропные структуры, начали появляться многомасштабные методы исследований. Об этом свидетельствует разнообразие методов и число представленных на семинаре докладов, касающихся исследования отдельных последовательностей. Тесты линий равного напряжения, предложенные в качестве трёхмерных последовательностей тестирования, и новые тесты на трещиностойкость, могут найти своё место среди методов исследования сланцев.

Растёт понимание механизмов проницаемости, диффузии и просачивания в сланцах, которое занимает главное место при рассмотрении герметизации и продуктивности газовых сланцев. Применение таких терминов, как осмос, обогащение нефти газом и аспирация, больше не ограничивается областью стабильности скважин и механикой грунтов. Очень важна насыщаемость сланцев, при этом очевидна зависимость динамических и статических упругих свойств от состояния насыщенности, в то время как прочность породы согласно полученным данным не подвержена влиянию. Несколько докладов были посвящены обогащению нефти газом, а также влиянию напряжений на этот эффект и на смыкание трещин. Было показано, что химический состав поровой воды и минералов может быть использован как индикатор движения жидкостей и корреляции скважин; химический состав углеводородов был обсуждён в связи со сланцевым газом.

На разных этапах семинара говорилось о том, что используемая терминология не достаточно понятна и однозначна. Такие термины, как «кероген» и «битум» не могут быть определены достаточно точно, так же как «хрупкость», «пористость» и «проницаемость». В последнем случае необходимо описать технику измерений, чтобы точно объяснить, что подразумевается под тем или иным термином. Разрабатываются новые методы и технологии, однако отсутствует стандартизация методов измерения, поэтому полученные результаты трудно сравнивать. Совсем иная ситуация наблюдается в механике грунтов, где каждое измерение подробно описано. Не удивительно, что докладчики призывали начать процесс стандартизации, однако их призыв пока остается без ответа в ожидании будущего технологического прогресса.

Уже в первый день работы семинара была выражена озабоченность тем, будет ли когда-либо достигнуто понимание петрофизики сланцев. Рассматривая успехи, достигнутые за несколько лет, прошедших после проведения первого семинара в 2008 г., можно заключить, что прогресс налицо, однако чем больше появляется ответов на вопросы, тем больше возникает новых вопросов. Учитывая многообразие химических и физических эффектов, а также многочисленность явлений, представляющих интерес, исследование сланцев является непростой, но достойной задачей.

Выражаем огромную благодарность организационному и техническому комитету за работу по подготовке и проведению семинара, а также тем, кто смог приехать и возглавить заседания. Следующий семинар, который состоится через два года, будет другим, но вопросов не станет меньше.




← Предыдущая статья             Содержание номера             Следующая статья →















Яндекс цитирования
Журнал First Break и материалы всех мероприятий EAGE направляются на индексацию в систему Scopus.
Журналы Basin Research, Geophysical Prospecting, Near Surface Geophysics и Petroleum Geoscience направляются на индексацию в системы Scopus и Web of Science.