Нетрадиционный (нефтегазовый) коллектор
Нетрадиционные (нефтяные и газовые) коллекторы или нетрадиционные ресурсы (ресурсные месторождения) представляют собой скопления нефти и газа , в которых фазы прочно связаны с тканью породы сильными капиллярными силами , что требует специальных мер для оценки и добычи . [1]
Обычный резервуар
[ редактировать ]Нефть и газ естественным образом образуются на глубине около 4–5 км от поверхности Земли . [а] Будучи легче, чем водонасыщающие породы ниже уровня грунтовых вод , нефть и газ с течением времени под действием плавучести поднимаются вверх по водоносным горизонтам к поверхности Земли. Некоторая часть нефти и газа просачивается на поверхность в виде естественных просачиваний либо на суше, либо на морском дне. Остальное остается запертым под землей геологическими барьерами. [б] в ловушках различной геометрии . Таким образом, подземные карманы нефти и газа накапливаются за счет вытеснения воды в пористой породе . Если карманы проницаемы , их называют обычными резервуарами . В этих резервуарах бурят скважины, чтобы создать путь для выхода нефти и газа на поверхность. Когда перепады давления относительно велики, нефть и газ естественным образом поднимаются в ствол скважины за счет плавучести. [с] Там, где давление низкое, потоку можно способствовать с помощью насосов (например, кивающих ослов ). [2]
История
[ редактировать ]На заре развития нефтяной промышленности не было необходимости в стимуляции для повышения эффективности добычи , поскольку предложение значительно превышало спрос, и оставлять «трудную» нефть в недрах было экономически целесообразно. [3] Две мировые войны , за которыми последовал огромный экономический рост, привели к резкому росту спроса на дешевую портативную энергию. [4] в то время как доступность новых традиционных ресурсов нефти и газа снизилась. [5] [6] [д] Первоначально отрасль стремилась увеличить добычу захваченной нефти и газа, используя такие методы, как ограниченный или малообъемный гидроразрыв пласта для дальнейшего стимулирования пласта. [и] тем самым сократив объемы нефти и газа, оставшихся в недрах, до экономического минимума. [7] [ф] На рубеже тысячелетий потребовался новый вид энергоресурсов , особенно США, стремившихся достичь энергетической независимости . США обратились к нетрадиционным резервуарам для достижения своих целей. [8] о котором было известно уже несколько десятилетий, но ранее оно было слишком дорогостоящим, чтобы быть экономически привлекательным. Сегодня нетрадиционные коллекторы включают бассейноцентрированный газ , сланцевый газ , метан угольных пластов (МУП), газовые гидраты , битуминозные пески , легкую плотную нефть и горючие сланцы , в основном из Северной Америки. [9] [10]
Существенные различия между традиционными и нетрадиционными коллекторами
[ редактировать ]Различие между традиционными и нетрадиционными ресурсами отражает различия в качествах коллектора и /или физических свойствах нефти и газа ( т.е. проницаемости и/или вязкости ). [11] [12] [13] Эти характеристики существенно влияют на предсказуемость (риск обнаружения, оценки и разработки) и, в свою очередь, на методы добычи из этих резервуаров, такие как гидроразрыв .
Традиционные скопления нефти и газа концентрируются под воздействием плавучести в виде водоносных горизонтов в отдельные геологические ловушки, которые можно обнаружить с поверхности. Эти ловушки представляют собой относительно небольшие поля с высокой плотностью ресурсов . Большинство традиционных нефтяных или газовых месторождений первоначально естественным образом текут в ствол скважины за счет плавучести, а их пределы определяются механикой жидкости, измеряемой по стволу скважины ( например, давление жидкости, OWC/GWC и т. д. ). В целом, технический и коммерческий риск, связанный с отдельными традиционными коллекторами, можно снизить, используя относительно недорогие дистанционные методы, такие как сейсмология отражения , и добычу с помощью относительно небольшого количества оценочных и эксплуатационных скважин. [2]
Нетрадиционные коллекторы, напротив, регионально рассредоточены на больших территориях и не имеют характерной геометрии ловушек, которую можно было бы использовать в целях прогнозирования. Нефть и газ в нетрадиционных коллекторах, как правило, представляют собой ресурсы с низкой плотностью, часто захваченные в породе сильными капиллярными силами и неспособные течь естественным путем за счет плавучести. [14] Поэтому пределы нетрадиционного месторождения обычно определяются относительно дорогостоящими испытаниями скважин перед доставкой. Добыча из нетрадиционных резервуаров требует изменения физических свойств резервуара или характеристик потока жидкости. [г] с использованием таких методов, как гидроразрыв или закачка пара . Технический и коммерческий риск, связанный с нетрадиционными коллекторами, как правило, выше, чем с традиционными коллекторами, из-за отсутствия предсказуемости размера ловушки и качества коллектора, что требует тщательного размещения скважин и испытаний для определения экономических запасов / лимита скважин, определяемых сдачей скважин. . [1] [час]
| водохранилище | Фаза | Плотность [Д 1] | Поток [я] | Основные предикторы [Д 2] | Минимальная добыча [Д 3] |
|---|---|---|---|---|---|
| Общепринятый [Д 4] | Нефть и газ | высокий | плавучесть | Давление в скважине; Отраженная сейсмика | Ну скважина |
| Бассейноцентрированный газ [Д 5] | газ | низкий | капиллярный | бурение | скважина (ГРП) |
| Сланцевый газ [Д 6] | газ | низкий | капиллярный | бурение | скважина (ГРП) |
| Угольный метан [Д 7] | газ | высокий | адсорбция | бурение | ствол скважины (разгерметизация) |
| Газовые гидраты [Д 8] | газ | высокий | плавучесть? | Отраженная сейсмика; бурение | ?горное дело/скважина? |
| Битуминозные пески [Д 9] | масло | высокий | ?капиллярный? | бурение/добыча полезных ископаемых | паровой поток |
| Легкое плотное масло [Д 10] | масло | низкий | капиллярный | бурение | скважина (ГРП) |
| Горючие сланцы [Д 11] | масло | высокий | связанный | добыча полезных ископаемых | реторта (незрелый) |
Экологические различия
[ редактировать ]Как и в случае со всеми формами ископаемого топлива , существуют установленные проблемы с выбросами парниковых газов в результате экспорта (распределения), а также потребления (сжигания), которые одинаковы независимо от того, добываются ли нефть или газ из традиционных или нетрадиционных месторождений. [15] Однако их углеродный след радикально различен: обычные резервуары используют природную энергию окружающей среды для вытеснения нефти и газа на поверхность без посторонней помощи; нетрадиционные резервуары требуют подачи энергии в землю для добычи либо в виде тепла ( например, битуминозные пески и горючие сланцы), либо в виде давления ( например, сланцевый газ и МУП ). Искусственная передача тепла и давления требует использования больших объемов пресной воды, что создает проблемы с ее подачей и утилизацией . Распределение ресурсов на больших территориях создает проблемы землепользования, что имеет последствия для местных сообществ для инфраструктуры, грузовых перевозок и местной экономики. Воздействие на окружающую среду является неизбежным последствием всей человеческой деятельности, но разница между воздействием традиционных водоемов по сравнению с нетрадиционными значительна, измерима и предсказуема. [16] [17]
См. также
[ редактировать ]
- Исходный камень
- Нефтяная ловушка
- Фрекинг в США
- Воздействие гидроразрыва на окружающую среду
- Угольный метан
- Клатрат метана (газогидрат)
- Сланцевый газ
- Синтетический природный газ , такой как сланцевый газ.
- Плотный газ
- Нефтяной песок
- Плотная нефть
- Экстремальная энергия
- Возобновляемая энергия
- Будущее развитие энергетики
- Пик Хабберта
- Развитие энергетики
- Альтернативные виды топлива
- Мировые энергетические ресурсы и потребление
- Нефтяные мегапроекты
Ссылки и примечания
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б ОПЭ (2018). Система управления нефтяными ресурсами (пересмотрено в июне 2018 г.) (изд. 1.01). Общество инженеров-нефтяников. п. 52. ИСБН 978-1-61399-660-7 .
- ^ Перейти обратно: а б Глуяс, Джон; Сворбрик, Ричард (2004). Нефтяная геология . Великобритания, США и Австралия: Blackwell Publishing. стр. я-350. ISBN 978-0-632-03767-4 .
- ^ «Перенасыщение нефтью, снижение цен: как долго они продлятся?». Новости США и мировой отчет . Том. 89, нет. 7. 18 августа 1980 г. с. 44.
- ^ Блэк, Брайан С. (2012). Сырая реальность: нефть в мировой истории . Нью-Йорк: Роуман и Литтлфилд. ISBN 978-0742556546 .
- ^ «Пик нефтедобычи Майкла Линча Хабберта» . Hubbertpeak.com . Проверено 3 ноября 2013 г.
- ^ Кэмпбелл, CJ (2005). Нефтяной кризис . Брентвуд, Эссекс, Англия: Мультинаучный паб. Компания р. 90. ИСБН 0-906522-39-0 .
- ^ Хайн, Норман Дж. (2001). Нетехническое руководство по нефтяной геологии, разведке, бурению и добыче . Корпорация Пеннвелл. стр. 431–449 . ISBN 9780878148233 .
- ^ Управление энергетической информации США, Данные о природном газе , по состоянию на 21 марта 2014 г.
- ^ Эрбах, Грегор. «Нетрадиционный газ и нефть в Северной Америке» (PDF) . EPRS Углубленный анализ . Европейская парламентская исследовательская служба.
- ^ Анон (17 ноября 2012 г.). «Лидер: нефтяное золото Америки» . Газета «Экономист» с ограниченной ответственностью. Экономист . Проверено 20 ноября 2022 г.
- ^ Беар, Джейкоб, 1972. Динамика жидкостей в пористых средах, Дувр. ISBN 0-486-65675-6
- ^ Тиссо, BP; Вельте, Д.Х. (1984). Образование и распространение нефти . п. 476. дои : 10.1007/978-3-642-87813-8 . ISBN 978-3-642-87815-2 .
- ^ Кандер, Харрис (2012). «Аннотация: Что такое нетрадиционные ресурсы? Простое определение с использованием вязкости и проницаемости» . AAPG - Ежегодный конгресс и выставка с презентациями плакатов . Проверено 24 ноября 2022 г.
- ^ Зи Ма, Ю; Холдич, Стивен А. (2016). Справочник по оценке и разработке нетрадиционных ресурсов нефти и газа . Elsevier Inc. ISBN 978-0-12-802238-2 .
- ^ Объединенные Нации. «Шестой оценочный отчет МГЭИК» . МГЭИК . Объединенные Нации . Проверено 24 ноября 2022 г.
- ^ Альбрандт, Томас С.; Шарпантье, Рональд Р.; Клетт, TR; Шмокер, Джеймс В.; Шенк, Кристофер Дж.; Ульмишек, Грегори Ф. (2005). Оценка глобальных ресурсов по данным Total Petroleum Systems . Американская ассоциация геологов-нефтяников. ISBN 0891813675 .
- ^ «Технически извлекаемые ресурсы сланцевой нефти и сланцевого газа: оценка 137 сланцевых формаций в 41 стране за пределами США» (PDF) . Управление энергетической информации США (EIA). Июнь 2013 года . Проверено 11 июня 2013 г.
Примечания
[ редактировать ]- ^ или всего 2–3 км для термогенного газа, в зависимости от геотермического градиента земной коры, который варьируется в разных местах; менее распространенные формы биогенного метана на гораздо меньших глубинах
- ^ где капиллярное входное давление выше, чем давление плавучести нефти и газа.
- ^ когда нефть достигает точки кипения и газ выделяется, естественное расширение газа при подъеме создает дополнительную энергию для подъема жидкостей в скважине на поверхность гораздо быстрее, чем за счет одной только плавучести, что приводит к выбросу , если его не контролировать.
- ^ выражение «традиционные ресурсы» относится к нефти или газу, полученным из традиционных месторождений.
- ^ ограниченный гидроразрыв (также известный как гидроразрыв или гидроразрыв) компенсирует повреждение пласта вблизи ствола скважины, тогда как повсеместный или крупнообъемный гидроразрыв проникает глубоко в окружающие пласты породы. ГРП работает, позволяя нефти или газу течь в ствол скважины, открывая пути трещин через непроницаемую породу.
- ^ затраты на улучшение восстановления высоки
- ^ например, битуминозные пески и незрелые горючие сланцы
- ^ риск для традиционных резервуаров заключается в первую очередь в поиске ресурсов; в нетрадиционном случае это поиск качественного ресурса, определение пределов ресурса (измеряется в евро на скважину), что означает, что сама скважина определяет степень коммерческой жизнеспособности.
- ^ основные влияния на гидродинамику
Сокращенные определения
[ редактировать ]- ^ плотность ресурсов определяется здесь как концентрация нефти или газа на единицу площади, поскольку она определяет количество скважин, необходимых для эффективной добычи.
- ^ инструмент или метод оценки масштабов и пределов запасов нефти или газа.
- ^ технология добычи минимального количества нефти или газа
- ^ определяется как пористые или естественно трещиноватые горные породы , из которых просачивающаяся нефть или газ мигрировали в геологические ловушки.
- ^ определяется как природный газ, удерживаемый капиллярными силами в низкопроницаемой неделящейся породе .
- ^ определяется как природный газ, удерживаемый капиллярными силами в низкопроницаемых, обычно делящихся , глинистых породах.
- ^ определяется как природный газ , адсорбированный в твердой матрице низкопроницаемых угольных пластов.
- ^ определяется как природный газ, содержащийся в виде гидрата метана на морском дне, в отложениях океана и глубоких озер, а также в регионах вечной мерзлоты, запертых в , связанных водородными связями . молекулах замороженной воды
- ^ определяется как вязкая нефть, удерживаемая капиллярными силами в рыхлых отложениях, содержащих смеси песка, глины и воды.
- ^ также известная как трудноизвлекаемая нефть или сланцевая нефть, определяется как легкая сырая нефть, содержащаяся в ограниченном поровом пространстве осадочной породы с низкой проницаемостью.
- ^ определяется как мелкозернистая осадочная порода, богатая термически незрелым органическим материалом, которая требует промышленной обработки (реторты) для дистилляции нефти из породы.
