Ученые из России и Китая упростили добычу сланцевой нефти

Добыча нефти и газа из сланцевых месторождений традиционно сопряжена с серьезными трудностями. Низкая проницаемость пород требует применения гидроразрыва пласта (ГРП) — технологии, при которой в пласт под высоким давлением закачивается жидкость для создания трещин. Однако этот метод имеет существенные недостатки: высокие энергозатраты, перерасход воды, загрязнение окружающей среды и повреждение структуры породы из-за закупорки пор.



Ученые Пермского Политеха совместно с коллегами из Китайского университета нефти и Китайской академии наук предложили революционную альтернативу — безводный гидроразрыв с использованием сверхкритического диоксида углерода (SC-CO₂). Эта технология не только минимизирует экологический ущерб, но и повышает эффективность добычи, снижая необходимое давление на 43% и увеличивая длину трещин в 3,5 раза по сравнению с традиционными методами.

Сверхкритический диоксид углерода — это состояние вещества, при котором оно сочетает свойства газа и жидкости, что делает его идеальным агентом для ГРП. SC-CO₂ обладает высокой проникающей способностью, хорошо смешивается с углеводородами и не вызывает набухания глинистых пород, что предотвращает закупорку пласта. Кроме того, технология позволяет одновременно решать две задачи: повышать добычу и улавливать CO₂, способствуя его геологическому хранению.

Процесс состоит из трех ключевых этапов:
1. Предварительная обработка пласта — SC-CO₂ закачивается в скважину, создавая сеть микротрещин без разрушения породы.
2. Насыщение CO₂ — после остановки насоса газ проникает в породу, взаимодействуя с минералами и снижая ее прочность.
3. Гидроразрыв — финальная стадия, при которой под высоким давлением формируются сложные разветвленные трещины, значительно увеличивающие проницаемость пласта.

Эксперименты подтвердили, что трещины, созданные с помощью SC-CO₂, пронизывают породу насквозь, тогда как при традиционном ГРП они остаются поверхностными.

Разработанный метод открывает новые горизонты для освоения трудноизвлекаемых запасов, сокращая затраты и уменьшая нагрузку на окружающую среду. Важно, что технология соответствует стратегии декарбонизации, так как предусматривает долгосрочное хранение CO₂ в пластах.

Как отметил Владимир Поплыгин, директор Когалымского филиала ПНИПУ: «Наш подход не только повышает эффективность добычи, но и вносит вклад в борьбу с изменением климата, делая процесс более устойчивым».

Читайте также: