Olieprognoseteknik tilpasset til regneark kan reducere omkostningerne til skiferoperatøren

Porøs sten, der indeholder olie og naturgas, er begravet så dybt inde i jorden, at skiferoperatører er afhængige af komplekse modeller af det underjordiske miljø for at estimere genvinding af fossilt brændstof. Disse simuleringer er notorisk komplekse, kræver højt kvalificerede operatører til at køre dem. Disse faktorer påvirker indirekte omkostningerne ved produktion af skiferolie og i sidste ende, hvor meget forbrugerne betaler for deres brændstof.

Forskere ved Texas A&M University har udviklet en analytisk procedure, der kan bruges i regneark til at forudsige mængden af ​​olie og gas, der kan genvindes fra nyborede brønde. Ved at modellere mønstret for olie- og gasstrøm fra ældre brønde i samme borefelt, forskerne sagde, at de nu nøjagtigt kan forudsige hastigheden af ​​olie- og gasstrømme for nyere brønde, en ramme, der er hurtigere og nemmere at bruge end komplicerede reservoirsimuleringer.

"I olie- og gasindustrien, fagfolk bruger sofistikerede reservoirsimulatorer til at få en fornemmelse af, hvor meget kulbrinter, der kan genvindes fra lagene under jordens overflade. Disse simuleringer er meget nyttige, men ekstremt tidskrævende og beregningsmæssigt intense, sagde Dr. Ruud Weijermars, professor i Harold Vance Department of Petroleum Engineering. "Vi kan nu lave den samme slags forudsigelser som disse simuleringer i et regnearksmiljø, hvilket er meget hurtigere, sparer meget tid og omkostninger for skiferoperatører, uden tab af nøjagtighed."

Forskerne beskrev deres resultater i marts-udgaven af ​​tidsskriftet Energier .

Skifersten, der indeholder olie og gas, er proppet i lag, der er mellem 3, 000 og 14, 000 fod under jorden. For at få adgang til disse fossile brændstoffer, huller bores først lodret ned i jorden ved hjælp af højdrevne bor for at nå skiferstenslagene. Boret bevæger sig derefter vandret ind, parallelt med skiferaflejringerne. Når klipperne omkring det vandrette boring tvinges til at revne ved hydraulisk frakturering, de begynder at frigive værdifulde olie- og naturgasmolekyler, som derefter styrter ind i boringen og stiger op til lagertanke ved overfladen.

Inden boreoperationen begynder, en 3-D model af reservoiret er generelt skabt til at forudsige mængden af ​​olie, der kan genvindes fra brøndene. Disse modeller overvejer permeabiliteten af ​​klipper, underjordisk geografi og seismiske træk, blandt andre parametre. Med disse input på plads, modellen fliser nærmest reservoiret i små blokke, eller celler, og simulerer derefter oliestrømmen gennem disse individuelle blokke baseret på forskellen i tryk på blokkens forskellige flader.

"Disse simuleringer kan køre fra timer til dage til uger, afhængigt af antallet af blokke i et gitter, sagde Weijermars. hvis reservoirmodellen har en milliard celler, du bliver nødt til at beregne, hvordan disse milliarder celler opfører sig og interagerer for at vide, hvad den resulterende oliestrøm vil være."

For at omgå disse komplicerede matematiske beregninger, Weijermars og hans team fokuserede deres opmærksomhed på strømmen af ​​olie i en enkelt celle i en eksisterende brønd. Først, de beregnede strømmen af ​​olie fra frakturstedet ind i den enkelte celle ved hjælp af fysikbaserede ligninger. Ved at antage, at alle flowcellerne i en brønd er identiske, de var i stand til at skalere op og opnå olieflowhastigheden i en periode på flere måneder ved hjælp af en analytisk procedure kaldet faldkurveanalyse.

Forskerne sammenlignede derefter forudsigelserne fra deres metode med simuleringernes og fandt, at de to matchede meget godt. Imidlertid, i modsætning til komplekse simuleringer, forskerne sagde, at deres regnearksbaserede analyse var meget hurtigere.

Når forskerne modellerede strømningshastigheden fra en eksisterende brønd, de kunne forudsige og forbedre adfærden af ​​nye brønde ved at justere nogle aspekter af flowcellerne, såsom højden, længde eller afstand af hydrauliske brud og mellem brønde. Desuden, de bemærkede, at denne type analyse kunne udføres før boring af de nye brønde, så olie- og gasindvinding fra lejeområdet kan maksimeres.

Forskerne sagde også, at i modsætning til reservoirsimuleringer, der kræver højtuddannede fagfolk til at køre dem, deres regneark kan bruges af teknikere med meget lidt uddannelse.

"Skiferoperatører er nødt til at reducere omkostningerne enormt på grund af lave globale priser på råolie. de skal også forudsige og forbedre ydeevnen af ​​de nye brønde, som de planlægger at bore, " sagde Weijermars. "Vi har testet vores regneark-baserede flow-celle-analyse mod sofistikerede reservoirsimulatorer i en række undersøgelser, og flow-celle-modellen gør et godt stykke arbejde. Dette er gode nyheder for skiferoperatører - vores teknik hjælper dem med at reducere omkostningerne og er også meget hurtigere."