Разработка позволяет дифференцировать кероген, асфальтены, смолы, ароматические и насыщенные углеводороды.
Сотрудники НИЛ методов увеличения нефтеотдачи Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета создали технологию низкопольной ЯМР-релаксометрии для определения общего содержания органического вещества и битума в нетрадиционных породах.
Результаты исследования представлены в статье, опубликованной в журнале Fuel.
«Сланцевые породы, особенно такие как баженовская свита и доманиковые отложения, богаты органическим веществом и в последние годы активно исследуются как учеными, так и специалистами нефтяной отрасли. Однако изучение таких пород остается сложной задачей. Нефть, битум, кероген и вода сосуществуют в очень мелких порах, что затрудняет их идентификацию и количественную оценку. При этом традиционные методы анализа, например, пиролиз Rock‑Eval или экстракция, требуют длительной подготовки, разрушают образец и работают с очень малым количеством вещества», – рассказал первый автор статьи, научный сотрудник НИЛ методов увеличения нефтеотдачи Марсель Фазлыйяхматов.
В основе технологии – придуманный и запатентованный нефтяниками КФУ способ определения количества керогена и извлекаемого углеводородного сырья в породе с помощью низкопольной ЯМР-релаксометрии – метода, основанного на явлении ядерного магнитного резонанса и позволяющего определять времена релаксации ядерной намагниченности.
«Мы развиваем наш метод, основанный на низкопольной ЯМР-релаксометрии и позволяющий улавливать сигналы от водородных ядер в различных компонентах породы, – говорит М. Фазлыйяхматов. – С помощью особого сочетания сигналов ССИ (спад свободной индукции) и КПМГ (последовательность Карра–Парсела–Мейбума– Гилла) удается "увидеть" в образце керна размером 8,5 на 13,5 миллиметров практически все ядра водорода, включая те, которые содержатся в твердом битуме и даже в керогене. Это значительное достижение, ведь эти компоненты традиционно "невидимы" для стандартных ЯМР‑методов».
Для того чтобы выяснить, сколько в сланцевой породе содержится керогена, а сколько – битума, исследователи использовали растворитель – дейтерированный хлороформ. С его помощью битум растворяется и переводится в жидкое состояние, не затрагивая при этом твердый кероген.
«Мы предложили новую импульсную последовательность, а потом дополнили исследование введением растворителя – дейтерированного хлороформа (CDCl3)», – объяснил суть новой технологии старший научный сотрудник лаборатории Борис Сахаров.
Разработка позволяет дифференцировать кероген, асфальтены, смолы, ароматические и насыщенные углеводороды.
«В отличие от пиролиза, где образец разрушается, с помощью нашей технологии можно исследовать цельный керн (это особенно важно для редких или ценных образцов) без измельчения, причем не потребуется значительного количества химических реактивов. Этот подход можно применять как в лабораторных, так и в полевых условиях – для быстрой предварительной оценки качества сланцевых пород и принятия решений о целесообразности их дальнейшего изучения или разработки», – сказал Б. Сахаров.
По мнению авторов, их технология необходима на ранних этапах нефтеразведки, когда критически важно знать, сколько органического вещества содержит порода, какого она типа и насколько зрелая, так как от этого зависит, будет ли сланцевая порода давать нефть.
«Сегодня в нефтегазовой отрасли важно иметь возможность, с одной стороны – быстро, а с другой – максимально полно, изучать и получать характеристики нефтематеринских образцов и других объектов, относящихся к запасам трудноизвлекаемых углеводородов. Предложенный нами способ с меньшими затратами по времени, по сравнению со всеми остальными существующими методами, позволяет не только определить количество и тип углеводородного сырья, но и дает информацию о его детальном фракционном составе, свойствах, содержании воды в рамках одного измерения. Мы успешно применили его к исследованию очень разных объектов и уверены, что он будет полезен в отрасли», – подытожил директор технологического парка «Малотоннажные химические технологии», руководитель направления методов увеличения нефтеотдачи ИГиНГТ Михаил Варфоломеев.
При частичной или полной перепечатке материала, а также цитировании необходимо ссылаться на пресс-службу КФУ.
Автор: Лариса Бусиль, фото автора