Fysikken ved udvinding af gas fra skiferformationer

Udvinding af gas fra nye kilder er afgørende for at supplere svindende konventionelle forsyninger. Skiferreservoirer er vært for gas fanget i porerne i muddersten, som består af en blanding af siltmineralpartikler, der varierer fra 4 til 60 mikrometer i størrelse, og lerelementer mindre end 4 mikron. Overraskende nok, olie- og gasindustrien mangler stadig en fast forståelse for, hvordan porerummet og geologiske faktorer påvirker gaslagring og dets evne til at flyde i skiferen.

I en undersøgelse offentliggjort i EPJ E , Natalia Kovalchuk og Constantinos Hadjistassou fra University of Nicosia, Cypern, gennemgå den nuværende viden om strømningsprocesser, der forekommer i skalaer fra nano- til mikroskopisk under udvinding af skifergas. Denne viden kan bidrage til at forbedre gasindvindingen og lavere omkostninger til produktion af skifergas.

Udvinding af gas fra skifer er blevet en populær metode i Nordamerika og har tiltrukket stigende interesse i Sydamerika og Asien, trods en vis offentlig modstand. I modsætning til konventionelle reservoirer, porestrukturer i skifergasreservoirer spænder fra nanometrisk til mikroskopisk skala; de fleste naturgasreservoirer viser mikroskopiske eller større skala porer.

I denne avis, forfatterne skitserer den seneste indsigt i, hvordan porefordelingen og geometrien i skifermatrixen påvirker mekanikken i gastransportprocessen under ekstraktion. På tur, de præsenterer en model baseret på et mikroskopisk billede opnået via scanningselektronmikroskopi for at bestemme, hvordan gastryk og gashastighed varierer i hele skiferen. Modellen er i overensstemmelse med eksperimentelle beviser.

Forfatterne afslører, at orienteringen, tæthed og størrelse af stenflaskehalse kan påvirke volumen og strømning i gasproduktion, på grund af deres indvirkning på trykfordelingen i hele reservoiret. Resultaterne af deres numeriske simulering matcher tilgængeligt teoretisk bevis.