洛斯阿拉莫斯国家实验室 洛斯阿拉莫斯的一项研究揭示了如何优化生产压力以有效回收天然气
信用:洛斯阿拉莫斯国家实验室 一项新的碳氢化合物研究违背了关于甲烷如何被捕获在岩石中的传统观点，揭示了一种更容易获得宝贵能源的新策略
“页岩能源行业面临的最具挑战性的问题是非常低的碳氢化合物回收率:石油不到10%，天然气不到20%
洛斯阿拉莫斯国家实验室地球与环境科学部的作者徐洪武说:“我们的研究对页岩纳米孔中控制碳氢化合物传输的基本机制提出了新的见解。”
“这些结果最终将有助于开发更好的压力管理策略，以提高非常规油气采收率
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天然气隐藏在页岩储层深处
低页岩孔隙度和渗透率使得在致密储层中开采天然气具有挑战性，尤其是在油井寿命的后期
这些小孔很小——通常不到五纳米——并且很难被理解
了解地下深处的碳氢化合物滞留机制对于提高甲烷回收效率至关重要
压力管理是一种廉价而有效的工具，可用于控制生产效率，并可在油井作业过程中随时调整——但该研究的多机构研究小组发现了一种折衷方案
这个团队，包括第一作者，同样来自洛斯阿拉莫斯的切尔西尼尔，将分子动力学模拟与新颖的原位高压小角度中子散射(SANS)结合起来，以检查阿巴拉契亚盆地(美国最大的天然气田)的马塞勒斯页岩中的甲烷行为，从而更好地理解随着压力的改变而提取气体时的气体输送和回收
调查集中在甲烷和储存大部分碳氢化合物的岩石中的有机成分(干酪根)之间的相互作用
该研究的发现表明，尽管高压有利于从较大孔隙中回收甲烷，但由于干酪根变形，致密气体会被截留在较小的普通页岩纳米孔中
他们首次提出了这种变形存在的实验证据，并提出了显著影响甲烷采收率的甲烷释放压力范围
这些见解有助于优化战略，提高天然气产量，以及更好地理解流体力学
在峰值压力为3000磅/平方英寸和6000磅/平方英寸的两个压力循环期间，对甲烷行为进行了比较，因为以前认为增加注入裂缝的流体的压力会提高气体采收率
研究小组发现，意想不到的甲烷行为发生在非常小但普遍存在于干酪根中的纳米孔中:甲烷的孔隙吸收延迟到较低的峰值压力，但在6000磅/平方英寸时变得可塑且不可逆，捕获在亚2纳米孔隙中形成的致密甲烷簇，该孔隙包含90%的测量页岩孔隙率
由洛斯阿拉莫斯领导的这项多机构研究发表在本周的《自然》新通讯地球与环境杂志上
合作伙伴包括新墨西哥财团、马里兰大学和国家标准与技术研究所中子研究中心
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