一项新的碳氢化合物研究推翻了关于甲烷是如何被困在岩石中的传统观点，揭示了一种更容易获得这一宝贵能源的新策略。

 

“页岩能源行业面临的最大挑战是烃类采收率非常低:石油的采收率不到10%，杏耀平台天然气的采收率不到20%。“我们的研究为页岩纳米孔中控制碳氢化合物运移的基本机制提供了新的见解，”洛斯阿拉莫斯国家实验室地球与环境科学部的作者洪武说。“研究结果最终将有助于开发更好的压力管理策略，提高非常规油气的采收率。”

 

美国大部分天然气深藏在页岩储层中。页岩的低孔隙度和低渗透率使得致密储层的天然气开采具有挑战性，特别是在油井寿命的后期。这些微孔非常小——通常小于5纳米——人们对其了解甚少。了解地下深层油气保留机制对提高甲烷回收效率至关重要。压力管理是一种既便宜又有效的控制生产效率的工具，在油井运行过程中很容易进行调整，但是该研究的多机构研究团队发现了一种权衡。

 

这支球队,包括论文的第一作者,切尔西尼尔,洛斯阿拉莫斯的集成分子动力学模拟与小说原位高压小角中子散射(SANS)检查甲烷行为在马塞勒斯页岩在阿巴拉契亚盆地,全国最大的天然气田,为了更好地理解气体运输和复苏修改提取气体的压力。研究的重点是甲烷与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。

 

研究结果表明，虽然高压有利于从大孔隙中开采甲烷，但由于干酪根变形，致密气体被困在较小的、常见的页岩纳米孔中。他们首次提出了存在这种变形的实验证据，并提出了一个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策略，以提高天然气产量，并更好地理解流体力学。

 

在峰值压力为3000psi和6000psi的两个压力循环中， 登录杏耀手机客户端，杏耀研究人员比较了甲烷的动态，因为此前人们认为，注入液体增加裂缝中的压力可以提高天然气采收率。研究团队发现意想不到的甲烷在纳米孔很小,但普遍行为发生干酪根:甲烷是弹性的毛孔吸收峰值压力越低,但是在6000 psi成为塑料和不可逆,捕获密集甲烷集群在下标2纳米孔隙发达,其中包含90%的测量页岩孔隙度。

 

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联盟，马里兰大学，国家标准研究院和中子研究技术中心。