Revista de Investigación y Desarrollo
Acceso abierto
ISSN: 2311-3278
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Klaus Regenauer-Lieb
Nuestra misión es avanzar en el conocimiento sobre energía en transición con el objetivo de ayudar a la industria en la inminente transformación energética. Con este fin, utilizamos un enfoque basado en el desarrollo de una comprensión basada en la física fundamental de los procesos químicos, mecánicos, térmicos e hidrológicos y sus interacciones que operan en escalas de tiempo prolongadas para formar y caracterizar las redes de porosidad/fractura en petróleo y gas convencionales y no convencionales. embalses aplicamos esa comprensión para diseñar esa estructura con el fin de extraer energía y descubrir recursos. El enfoque interdisciplinario vincula la geociencia, la ingeniería y la ciencia computacionaldisciplinas con el resultado de proporcionar un cambio radical en las tecnologías de exploración y explotación con una reducción significativa en los costos de mejora de gas en tierra sin comprometer la OHSE o la protección y garantía ambiental. Simulación numéricaha desempeñado un papel fundamental en el modelado dinámico de yacimientos y para probar hipótesis contrapuestas en entornos complejos, típicamente con escasez de datos. A través de nuestra capacidad para describir rigurosamente los procesos clave en los yacimientos de petróleo que aún es imperfecta (en particular, en los yacimientos no convencionales), ha habido avances sustanciales en las últimas décadas. Estos avances se deben principalmente al crecimiento constante del poder computacional y al desarrollo concomitante de modelos numéricos que han minimizado gradualmente varios supuestos simplificadores. Incluyen la incorporación de una descripción más precisa de la química del fluido y su evolución multifásica.e interacción de roca de flujo fluido, una mayor capacidad para representar la complejidad y heterogeneidad geométrica y esquemas computacionales más rápidos y precisos. En colaboración con socios internacionales, hemos creado un prototipo de un simulador multifísico y multiescala basado en la simulación masiva orientada a objetos de código abierto.Environment (MOOSE), originalmente diseñado para ejecutar cálculos multifísicos síncronos para una planta de energía nuclear. El marco Multi App permite acoplar procesos a nivel de grano hasta la fisión en el núcleo del reactor, incluido el flujo de fluido a gran escala en la red de tuberías de los intercambiadores de calor de la central eléctrica. En esta presentación mostraremos los primeros resultados que permiten incorporar procesos importantes en Plays No Convencionales. Los procesos diagenéticos como la transición esmectita-illita crean fracturas naturales bajo la carga tectónica que forman los reservorios permeables en los reservorios de gas/petróleo de esquisto. Las consecuencias indican que las fracturasdesencadenadas por la reacción natural de liberación de fluidos en escalas de tiempo geológico están respaldadas por una presión de fluido crítica que no debe cruzarse para evitar la pérdida repentina del yacimiento. El cruce simultáneo de este umbral, el daño del embalse puede ser sustancial. Ninguna cantidad de apuntalante u otra interacción de ingeniería puede rescatar el yacimiento en una escala de tiempo humana. Nuestro marco novedoso permite vincular los procesos geológicos de larga escala con el diseño de un protocolo de inyección-extracción para mantener la presión crítica del fluido. También podemos incorporar cambios microestructurales e interacción fluido-sólido a escala de grano. Este último solo se ha comparado con las formaciones carbonatadas convencionales, pero los resultados a múltiples escalas son alentadores para todo el espectro de trampas/rocas generadoras convencionales y no convencionales. Nuestro marco teórico y el simulador directo están diseñados específicamente para interactuar con técnicas de inversión geofísica para datos geofísicos de múltiples escalas. Completar este paso de asimilación de datos en el futuro definirá la ingeniería de yacimientos de próxima generación.
La explotación de recursos no convencionales en los esquistos ha disparado la economía estadounidensedurante la última década, al tiempo que disminuyó significativamente su huella de carbono (Considine et al., 2010). Debido a su abundancia y baja huella de carbono, los recursos de gas de esquisto se han identificado como el actor clave en el panorama energético y el siglo actual ha sido etiquetado como la "edad de oro del gas" (IEA, 2011). Para respaldar estas afirmaciones, la producción de esquisto no convencional de EE. UU. a principios de los 90 ha provocado una caída abrupta en el desarrollo de recursos de gas convencional. Más importante aún, la producción comercial de los yacimientos de esquisto en los Estados Unidos ha provocado que las emisiones de CO2 se reduzcan significativamente de casi 6000 toneladas métricas (TM) al año a poco más de 5000 TM (Fig. 1). Por lo tanto, los yacimientos de esquisto no convencionales parecen ser un camino a seguir para asegurar las necesidades energéticas de cualquier nación. En particular, Australia es bien conocida por albergar enormes recursos de petróleo y gas no convencionales, y recientemente ha sido reconocida como uno de los principales exportadores emergentes de recursos de gas natural en todo el mundo (EIA, 2015). A pesar de los beneficios obvios, la producción de hidrocarburos a partir de recursos no convencionales, en particular esquistos, no ha estado a la altura de las expectativas. El aparente éxito de la explotación del gas de esquisto en los EE. UU. reveló que sus emisiones de CO2 respetuosas con el medio ambiente van acompañadas de un alto riesgo de contaminación de los recursos hídricos subterráneos y de sismicidad inducida debido a las técnicas de estimulación poco restringidas utilizadas (por ejemplo, fracturación hidráulica) (Johnson y Greenstreet, 2003) . Los riesgos inducidos se relacionan principalmente con la falta de comprensión del comportamiento de la roca en condiciones in situ y, en consecuencia, la falta de conocimientos avanzados, protocolos de exploración y estimulación a medida y respetuosos con el medio ambiente. El riesgo de perforación está aumentando exponencialmente en el caso de Australia, donde los recursos de gas de esquisto se encuentran predominantemente a gran profundidad, por debajo de los 3 km. Además de eso, Australia se encuentra en un entorno tectónico extremo donde, a diferencia del caso de tracción de los EE. UU., está sujeta a un entorno tectónico de alta compresión (Sandiford y Quigley, 2009). Figura 1: La emisión de CO2 en los EE. UU. se ve frenada por la proliferación masiva del uso de gas de esquisto después de 2006. AEGC 2018: Sídney, Australia 2 La mayor profundidad de los embalses australianos reduce el riesgo de contaminación de las aguas subterráneas. Sin embargo, la respuesta no convencional de los materiales en estas condiciones extremas constituye un desafío formidable para la geomecánica y la ingeniería de yacimientos. En esta contribución,geometría y conectividad de fluidos de yacimientos de Shale Gas de alta temperatura y alta presión utilizando un enfoque multifísico. Al observar los procesos que sustentan la formación y la conectividad de los recursos de petróleo y gas en estas rocas no convencionales, brindamos una mejor comprensión de cómo responden las lutitas en condiciones in situ. La aplicación de este conocimiento permitirá una evaluación rigurosa del potencial futuro para la recuperación de yacimientos no convencionales bajo las condiciones in situ extremas de Australia.
Nota: Este trabajo se presentó parcialmente en el 3.er Congreso Mundial sobre Ingeniería del Petróleo y Recuperación de Gas Natural 20 y 21 de julio de 2018 Sídney, Australia