Оптимизация секвестрации диоксида углерода и повышение нефтеотдачи

Исследователи из Лос-Аламосской национальной лаборатории и их коллеги из Университета Юты разработали универсальную интегрированную модель для оптимизации процесса захвата и хранения CO₂ (CCS) с одновременным повышением нефтеотдачи пластов (CO₂-EOR) на основе известных параметров истощённого нефтяного месторождения в Техасе. CO₂-EOR — это технология, используемая более 40 лет для добычи нефти путём закачки CO₂ вместе с водой. Поскольку большая часть закачанного CO₂ остаётся в пласте, этот метод рассматривается как вариант для его постоянного захоронения. Моделирование предоставляет важный инструмент для оценки потенциала хранения CO₂ в истощённых нефтяных месторождениях с одновременной максимизацией добычи нефти. Исследование опубликовано в журнале Environmental Science & Technology Letters.

Технология CO₂-EOR обеспечивает около 5% от общей текущей добычи сырой нефти в США. Благодаря развитию технологий улавливания углерода, длительно высоким ценам на нефть и потенциальной доступности крупных антропогенных источников CO₂, её применение может расшириться в ближайшие десятилетия. Однако для масштабирования до коммерческого уровня необходимо решить ряд операционных и технических проблем: неопределённость в характеристиках системы CO₂-вода-нефть, отсутствие чётких рекомендаций по расстоянию между нагнетательными и добывающими скважинами, сложности в определении режима чередующейся закачки воды и CO₂, а также контроля за фронтом вытеснения.

Разработанная учёными интегрированная модель сочетает многофазное гидродинамическое моделирование пласта с геологическими и статистическими моделями. Результаты показали, что проницаемость, пористость, толщина и глубина залегания пласта являются ключевыми параметрами, контролирующими объём чистого захоронения CO₂ и уровень добычи нефти/газа. Расстояние между скважинами и последовательность закачки CO₂ и воды — важнейшие операционные параметры для проектирования эффективной системы, которая максимизирует добычу нефти при одновременном захоронении CO₂.