实验表明提高石油采收率的技术可能会破坏油页岩矿床

Skoltech 的研究人员研究了向油页岩中注入两种化学试剂以提高采收率的效果。事实证明，所研究的两种流体——纳米颗粒的水溶液和称为表面活性剂的皂状物质——对于页岩油项目来说都不是可行的选择。事实上，这些物质可能会将石油困在地下，而不是帮助其开采。科学家建议，考虑到这一风险，现在应该探索其他药物的性能。他们的发现发表在《能源与燃料》杂志上。

在油井的使用寿命期间，迫使石油流到地表的地下压力逐渐下降。在某种程度上，只有使用所谓的提高石油采收率技术(包括向油藏注入蒸汽、化学品和其他药剂)，进一步开采才是可行的。对于较难开采的页岩矿床，通常必须首先提高采收率。

强化采收率包括三种主要方法： 热注入依靠预热的水、空气等来加热油藏内的石油，使其粘度更低、流动性更强。气体注入使石油膨胀，并通过与二氧化碳、天然气等混合而使其更具流动性。最后，化学注入是许多技术的总称，这些技术使用具有不同作用机制的各种水基流体来提高石油产量恢复。

油页岩是一种利润丰厚的碳氢化合物来源，使国家和公司能够利用以前无法获得的资源。然而，当将提高石油采收率技术应用于页岩油藏时，人们对在常规沉积物上尝试和测试的效果知之甚少。找出什么有效、什么无效是释放这一宝贵资源的关键。

来自 Skoltech Petroleum 的研究团队由初级研究科学家 Alexandra Scerbacova 和高级研究科学家 Elena Mukhina(该研究的主要作者)以及该项目的首席研究员 Alexey Cheremisin 对油页岩样品进行了数值模拟和两项复杂而独特的实验室实验，以确定是否可以将含有二氧化硅纳米颗粒或称为表面活性剂的皂状物质的水溶液注入页岩油储层以提高采收率。

“我们的研究考虑了 13 种流体，并选择了两种流体对西西伯利亚 Bazhenov 组油饱和岩石的圆柱形样品进行测试，”Alexandra Scerbacova 评论道。“首先，我们注入盐水(含盐量非常高的水)，测得石油采收率约为 53%。这大致相当于能够提取油藏中约一半的石油。该数字作为基线值用于评估实验中两种药剂的效率，尽管实际油藏条件下的值会较低。”

研究人员选择的表面活性剂在技术上被称为脂肪酸甲酯磺酸钠。虽然它确实提高了石油采收率，但最终的价值为 53%，与盐水注入相同，因此这种特殊的试剂显然在经济上不可行，因为它的成本远远高于现成的水。

除了对实际岩石样品进行测试外，还对表面活性剂注入进行了数值模拟。但是，虽然模拟准确地预测了石油采收率，但它未能考虑到实验中观察到的不利影响：岩石中的一些孔隙被堵塞，从而降低了渗透率。这凸显了实验研究的重要性。

正如实验所证明的那样，使用另一种基于纳米颗粒的药剂，岩石渗透性降低的问题更加严重。研究警告说：“由于岩石孔隙和通道的尺寸较小，不超过纳米颗粒的尺寸……纳米流体的过滤最终可能会对页岩造成严重损害。”

“我们已经证明，注水或表面活性剂是一种相对便宜且有效的常规油藏提高采收率技术，但并不像看起来那么有吸引力，并且对于油页岩，特别是 Bazhenov 地层而言，存在相当大的风险。进一步有必要进行研究以确定替代表面活性剂和其他提高采收率的技术(例如注气)，这些技术可能适合页岩油藏，”Elena Mukhina 总结道。

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