Сланцевый газ остается перспективным, но сложным в добыче ресурсом из-за особенностей горных пород. Традиционные методы требуют дорогостоящих лабораторных исследований, но ученые Пермского Политеха и Китайского университета нефти и газа предложили инновационное решение — цифровое моделирование структуры сланца с последующим прогнозированием оптимальных зон для гидроразрыва.
Исследователи создали 3D-модель керна (образца породы) на основе данных компьютерной томографии и электронной микроскопии. Это позволило изучить пористость, микротрещины и минеральный состав с точностью до 90%.
Путем сканирования горной породы компьютерной томографией и обработки снимков электронной микроскопией мы создали настоящий трехмерный цифровой двойник керна, с помощью которого узнали точную структурную информацию о породе — пористость, микротрещины и минеральный состав сланца, включающий глину, кварц, полевой шпат и пирит. Сравнение с реальными образцами доказало правильность созданного 3D-образца. Погрешность составила всего 3-9%
Затем ученые смоделировали процесс гидроразрыва и выявили ключевые факторы, влияющие на эффективность операции: угол трещин, плотность, твердость и минеральный состав. Тестирование на китайском месторождении подтвердило точность прогноза.
Правильность прогнозирования модели мы оценили на практике в условиях сланцевого газового месторождения в Китае. На основе результатов модели был разработан подходящий сценарий операции и проведен гидроразрыв на двух участках разной глубины (3580-3640 и 3660-3730 метров). В первой зоне начальная добыча газа оказалась высокая, но коэффициент извлечения низкий. Напротив, для второй зоны характерны высокая начальная добыча и высокий коэффициент извлечения. Наша разработка достаточно точно предсказала эти различия, что подтверждает достоверность моделирования трещиноватости с помощью цифровой технологии.
По мнению исследователей, в России эта технология может быть применена для добычи углеводородов из Баженовской и Доманиковой свит на Урале и в Западной Сибири — комплексы нефтематеринских пород, которые характеризуются низкой проницаемостью пластов.
Исследование опубликовано в журнале «Society of Petroleum Engineers», 2025.
Читайте ещё материалы по теме:
Производство запорно-регулирующей арматуры налажено в Курской области при поддержке ФРП
