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    Lo studio rivela come migliorare la produzione di gas naturale nello scisto

    Uno studio di Los Alamos rivela come ottimizzare le pressioni di produzione per recuperare in modo efficiente il gas naturale. Credito:Los Alamos National Laboratory

    Un nuovo studio sugli idrocarburi contraddice la saggezza convenzionale su come il metano è intrappolato nella roccia, rivelando una nuova strategia per accedere più facilmente alla preziosa risorsa energetica.

    "Il problema più difficile che l'industria dell'energia da scisto deve affrontare sono i bassissimi tassi di recupero degli idrocarburi:meno del 10% per il petrolio e del 20% per il gas. Il nostro studio ha fornito nuove informazioni sui meccanismi fondamentali che regolano il trasporto di idrocarburi all'interno dei nanopori di scisto, " disse Hongwu Xu, un autore della Divisione di Scienze della Terra e dell'Ambiente del Los Alamos National Laboratory. "I risultati alla fine aiuteranno a sviluppare migliori strategie di gestione della pressione per migliorare il recupero di idrocarburi non convenzionali".

    La maggior parte del gas naturale degli Stati Uniti è nascosta in profondità all'interno dei giacimenti di scisto. La bassa porosità e permeabilità dello shale rendono difficile il recupero del gas naturale in giacimenti stretti, soprattutto nella fase avanzata della vita sana. I pori sono minuscoli, in genere meno di cinque nanometri, e poco conosciuti. Comprendere i meccanismi di ritenzione degli idrocarburi in profondità nel sottosuolo è fondamentale per aumentare l'efficienza di recupero del metano. La gestione della pressione è uno strumento economico ed efficace disponibile per controllare l'efficienza della produzione che può essere facilmente regolata durante il funzionamento del pozzo, ma il team di ricerca multi-istituto dello studio ha scoperto un compromesso.

    Questa squadra, compreso l'autore principale, Chelsea Neil, anche di Los Alamos, simulazioni di dinamica molecolare integrate con il nuovo scattering di neutroni a piccolo angolo ad alta pressione (SANS) in situ per esaminare il comportamento del metano nello scisto di Marcellus nel bacino degli Appalachi, il più grande giacimento di gas naturale della nazione, per comprendere meglio il trasporto e il recupero del gas man mano che la pressione viene modificata per estrarre il gas. L'indagine si è concentrata sulle interazioni tra il metano e il contenuto organico (cherogeno) nella roccia che immagazzina la maggior parte degli idrocarburi.

    I risultati dello studio indicano che mentre le alte pressioni sono vantaggiose per il recupero del metano dai pori più grandi, il gas denso è intrappolato in piccoli, nanopori di scisto comuni a causa della deformazione del kerogene. Per la prima volta, presentano prove sperimentali che questa deformazione esiste e hanno proposto un intervallo di pressione di rilascio del metano che ha un impatto significativo sul recupero del metano. Queste informazioni aiutano a ottimizzare le strategie per aumentare la produzione di gas naturale e a comprendere meglio la meccanica dei fluidi.

    Il comportamento del metano è stato confrontato durante due cicli di pressione con pressioni di picco di 3000 psi e 6000 psi, poiché in precedenza si riteneva che l'aumento della pressione dai fluidi iniettati nelle fratture avrebbe aumentato il recupero del gas. Il team ha scoperto che il comportamento inaspettato del metano si verifica in nanopori molto piccoli ma prevalenti nel cherogeno:l'assorbimento dei pori del metano era elastico fino alla pressione di picco inferiore, ma è diventato plastico e irreversibile a 6, 000 psi, intrappolando densi ammassi di metano che si sono sviluppati nel poro sotto i 2 nanometri, che comprendono il 90 percento della porosità di scisto misurata.

    Guidato da Los Alamos, lo studio multi-istituzionale è stato pubblicato su Nature's new Comunicazioni Terra &Ambiente diario questa settimana. I partner includono il Consorzio del Nuovo Messico, Università del Maryland, e il National Institute of Standards and Technology Center for Neutron Research.


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