Ученые из Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета смогли увидеть, что происходит внутри карбонатной породы на очень маленьком, почти невидимом глазу уровне, когда применяют особые методы, чтобы добывать из нее больше нефти. Об этом порталу Наука Mail рассказала пресс-служба Минобрнауки РФ.
Одна из главных проблем зрелых нефтяных месторождений заключается в том, что после длительной разработки значительная часть нефти остается «запертой» в породе. Обычная закачка воды или газа часто работает неравномерно: флюид проходит по наиболее проницаемым каналам, а мелкие и менее доступные поры остаются почти неохваченными. В результате часть запасов оказывается невостребованной, так как извлекать ее сложно и дорого.
Одним из эффективных решений этой проблемы, по его словам, является закачка пены — смеси газа и раствора поверхностно-активного вещества.
Такая пена может частично перекрывать «быстрые» каналы, по которым газ прорывается слишком легко, и перенаправлять поток в зоны, где еще остается нефть. Это особенно важно для карбонатных коллекторов, имеющих часто сложную и неоднородную поровую структуру.
Для того чтобы изучить изменения, происходящие в породе в процессе закачки пены, в КФУ применили уникальный метод 4D-микротомографии.
Мы сканировали образец породы на разных этапах вытеснения, чтобы увидеть, как нефть, газ и пена перераспределяются внутри порового пространства. Эксперименты проводились на мини-кернах известняка диаметром 5 миллиметров при температуре 50 градусов Цельсия.
Ученые проверили два способа добычи нефти. В первом использовали азот: он быстро пробивал себе удобный путь в породе и оставлял часть нефти нетронутой. Когда следом пускали азотную пену, она повышала сопротивление потоку и выталкивала нефть из тех участков, куда газ не добрался.
Со вторым способом — с углекислым газом (CO₂) — все было иначе: он не пробивал один главный путь, а распределялся по породе равномернее и постепенно вытеснял нефть. Эффективность пены с CO₂ зависела от давления: при слишком высоком она не доходила до породы в нужном виде, а при чуть более низком — хорошо проникала и помогала добывать нефть.
Оказалось, что пена лучше всего вытягивает нефть из пор среднего размера, а в самых мелких порах нефть почти всегда остается.
Чтобы проследить весь процесс, ученые применили особый метод — 4D‑микротомографию. Он позволил не просто посчитать, сколько нефти удалось добыть, а увидеть, как поток движется внутри породы, какие зоны остаются нетронутыми и когда пена начинает перераспределять поток.
Ученые провели эксперименты и опубликовали результаты в научном журнале Arabian Journal for Science and Engineering. Благодаря этим опытам стало понятнее, как можно добывать больше нефти из старых месторождений, где ее остается все меньше.
Выяснилось, что успех метода, когда в пласт закачивают газ вместе с пеной, зависит сразу от нескольких причин: важно, из чего сделана пена, какого размера поры в породе и насколько легко через нее проходят жидкости — это называют проницаемостью. Еще большое значение имеют давление и то, как именно реагент (то самое вещество, которым воздействуют на пласт) подают в недра.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что найден способ улучшить поиск нефти в породах с множеством трещин.