2018年6月18
一项新的研究,莱斯大学化学工程师可能促进非常规石油或天然气页岩地层的简单描述。
示意图显示甲烷的旋转的轴(箭头)。电子密度的旋转(阴影球体)生成一个当地磁场导致spin-rotation放松,赖斯大学的研究人员的最新研究的基础,改进他们的计算机模型描述页岩油储量井。(Dilip Asthagiri插图)
核磁共振(NMR)工具广泛应用于石油行业定位血管丰富的甲烷和原油提取,主要通过深层页岩水力压裂。水稻团队组成的教授乔治Hirasaki和沃尔特·查普曼和研究科学家菲利普歌手和Dilip Asthagiri增强他们以前报道的方法来描述甲烷在广泛的密度和温度从液态到气体状态。
科学家们调整它们的分子动力学模型更好的区分分子自旋自旋弛豫或spin-lattice放松,这将提高核磁共振的能力区分石油和天然气与水和测量数量出现在岩石上,甚至在致密孔隙岩层。
他们的研究论文已经发表的《化学物理开放”编辑的选择。”
NMR工具插入到井筒定义形成他们看到在不同深度搜索的确切地点开始水平钻井和压裂,泵支撑剂、水,和增稠剂井下压力下骨折页岩和释放碳氢化合物。
工具使用相同的原则,人类体内磁共振成像系统应用于视图:他们东方和控制氢的核磁矩atoms-similar指南针的看不见的手——采用静态和脉冲射频磁场的组合。
脉冲场关闭后,这些时刻用几秒钟来“放松”回到他们最初的方向。核磁共振设备感觉到放松。自弛豫时间随分子及其环境,核磁共振可以帮助识别分子是否石油、天然气,或水以及收集信息保持毛孔的大小。
“核磁共振弛豫时间和轻原油粘度具有负相关性,”歌手说。“然而,当你甲烷溶解在原油、相关性的变化,因为甲烷比所有其他的都有不同的放松方式(碳氢化合物)烷烃。
“原因是,因为甲烷是球对称的分子与其它烷烃相比,线性,长而分支。因此,甲烷有着完全不同的几何形状导致不同的放松方式,散装和毛孔紧缩。”
识别“不同”模式是关键,查普曼说。“甲烷与碳氢化合物混合影响粘度以有趣的方式,”他说。”我们需要理解,从本质上讲,系统中有多少甲烷与响应。
“我们能做的在实验室测量流体性质,我们可以测量核磁共振响应,“他说。”我们想把这两个在尽可能严格的理论方法,当我们有一个工具在井筒和测量储层中流体的性质,我们可以解释这些结果准确。”
团队说核磁共振信号的解释不同于一个字段或甚至一个大损失下,形计算生产商描述储层。”我们所做的研究可以成为一座桥梁来解读这些信号,”Asthagiri说。
“我们希望有一个模型,描述了所有的物理,这样我们不需要转变(模型),从一个到另一个,“查普曼说。”一个尺寸适合所有人。如果我们可以包括所有的物理模型将代表真正的物理水库中。”
”可能我们可以创建一个图书馆放松的行为在实验室中不同类型的约束,对小孔和毛孔的不同化学反应,“Asthagiri说。”然后我们可以看一个信号和阅读什么材料我们在考虑井下。”
“当我们研究流体在多孔介质中,我们会发现约束松弛行为变化,导致一个不同的核磁共振响应,“查普曼说。“理解这背后的物理学描述页岩反应是很重要的。”
查普曼是化学和生物分子工程学教授威廉·w·埃克斯和能源研究副主任乔治·r·布朗工程学院。Hirasaki是A.J. Hartsook化学和生物分子工程学的名誉教授。
莱斯大学财团在多孔介质流程和美国化学学会石油研究基金支持的研究,与提供的计算资源国家能源研究科学计算中心,这是由美国能源部科学办公室,和德克萨斯州德克萨斯大学奥斯汀分校高级计算中心。亚博老虎机网登录