p Um novo estudo de hidrocarbonetos contradiz a sabedoria convencional sobre como o metano fica preso na rocha, revelando uma nova estratégia para acessar mais facilmente o valioso recurso de energia. p "A questão mais desafiadora que a indústria de energia de xisto enfrenta são as taxas de recuperação de hidrocarbonetos muito baixas:menos de 10 por cento para o petróleo e 20 por cento para o gás. Nosso estudo produziu novos insights sobre os mecanismos fundamentais que governam o transporte de hidrocarbonetos dentro dos nanoporos de xisto, "disse Hongwu Xu, um autor da Divisão de Ciências Ambientais e Terrestres do Laboratório Nacional de Los Alamos. "Os resultados irão, em última análise, ajudar a desenvolver melhores estratégias de gerenciamento de pressão para melhorar a recuperação de hidrocarbonetos não convencionais."

p A maior parte do gás natural dos EUA está oculta nas profundezas dos reservatórios de xisto. A baixa porosidade e permeabilidade de xisto torna a recuperação do gás natural em reservatórios apertados um desafio, especialmente no estágio final da vida do poço. Os poros são minúsculos - normalmente menos de cinco nanômetros - e mal compreendidos. Compreender os mecanismos de retenção de hidrocarbonetos no subsolo é fundamental para aumentar a eficiência de recuperação de metano. O gerenciamento de pressão é uma ferramenta barata e eficaz disponível para controlar a eficiência da produção que pode ser prontamente ajustada durante a operação do poço - mas a equipe de pesquisa de várias instituições do estudo descobriu uma compensação.

p Esta equipe, incluindo o autor principal, Chelsea Neil, também de Los Alamos, simulações de dinâmica molecular integradas com novo espalhamento de nêutrons de baixo ângulo de alta pressão (SANS) para examinar o comportamento do metano no folhelho de Marcellus na bacia dos Apalaches, o maior campo de gás natural do país, para entender melhor o transporte e a recuperação de gás à medida que a pressão é modificada para extrair o gás. A investigação se concentrou nas interações entre o metano e o conteúdo orgânico (querogênio) na rocha que armazena a maioria dos hidrocarbonetos.

p Os resultados do estudo indicam que, embora as altas pressões sejam benéficas para a recuperação de metano de poros maiores, gás denso é preso em menores, nanoporos de xisto comuns devido à deformação do querogênio. Pela primeira vez, eles apresentam evidências experimentais de que essa deformação existe e propõem uma faixa de pressão de liberação de metano que impacta significativamente a recuperação de metano. Esses insights ajudam a otimizar estratégias para impulsionar a produção de gás natural, bem como compreender melhor a mecânica dos fluidos.

p O comportamento do metano foi comparado durante dois ciclos de pressão com pressões de pico de 3000 psi e 6000 psi, como se acreditava anteriormente que o aumento da pressão dos fluidos injetados nas fraturas aumentaria a recuperação de gás. A equipe descobriu que o comportamento inesperado do metano ocorre em nanoporos muito pequenos, mas predominantes no querogênio:a absorção de metano pelos poros foi elástica até o pico de pressão mais baixo, mas tornou-se plástico e irreversível aos 6, 000 psi, aprisionando densos aglomerados de metano que se desenvolveram no poro abaixo de 2 nanômetros, que abrange 90 por cento da porosidade de xisto medida.

p Liderado por Los Alamos, o estudo multi-institucional foi publicado na nova revista Nature's Comunicações Terra e Meio Ambiente diário esta semana. Os parceiros incluem o Consórcio do Novo México, Universidade de Maryland, e o Instituto Nacional de Padrões e Centro de Tecnologia para Pesquisa de Nêutrons.