As empresas petrolíferas estão perdendo grandes somas de óleo recuperável em reservatórios não convencionais, de acordo com especialistas da Penn State.

Os pesquisadores propõem que as empresas estão aplicando mecanismos de transporte testados e comprovados para a extração de petróleo convencional, mas estão encontrando obstáculos na recuperação porque não são responsáveis ​​pela diferença física encontrada em reservatórios não convencionais. Sua pesquisa foi publicada online em dezembro no Society of Petroleum Engineers 'Journal .

"Os reservatórios não convencionais são enormes e oferecem reservas significativas de hidrocarbonetos, "disse Hamid Emami-Meybodi, professor assistente de engenharia de petróleo e gás natural na Penn State. "A escala dessas reservas significa que mesmo uma mudança de 1 por cento na recuperação se traduz em uma quantidade impressionante de óleo. Este óleo inexplorado tem motivado pesquisas sobre a recuperação aprimorada de óleo de reservatórios não convencionais usando algumas técnicas convencionais."

Mais da metade do óleo diário produzido nos Estados Unidos vem de formações não convencionais. E esse número está crescendo à medida que as empresas exploram os mais de 35 bilhões de barris de petróleo do país em reservas não convencionais, de acordo com a Administração de Informações de Energia dos EUA.

As empresas desenvolvem reservatórios não convencionais perfurando longos poços horizontais e criando fraturas hidráulicas para permitir que o óleo flua para a recuperação primária, que atualmente varia entre 3 a 10 por cento da massa de óleo original no local. Eles usam software comercial desenvolvido com base na lei de Darcy para prever a recuperação e as reservas de petróleo. Mas, na prática, eles não percebem que a lei de Darcy - onde o fluxo é baseado em diferenças de pressão - pode não ser apropriada para reservatórios de xisto, dizem os pesquisadores.

Após a recuperação primária, Emami disse que a prática da indústria existente é usar uma técnica convencional de injeção de gás conhecida como "huff 'n' puff", que melhora a mobilidade do óleo e aumenta a recuperação. Durante o "huff, "o poço e as fraturas são preenchidos com um gás de alta pressão, como dióxido de carbono ou metano, que é seguido por um curto período de "imersão", onde o poço é fechado. O poço é então aberto durante o "sopro" para permitir que o óleo seja produzido. Contudo, esta técnica convencional funciona mal para formações de xisto, pesquisadores dizem, porque a difusão - não as diferenças de pressão - é o que auxilia principalmente na recuperação de óleo nessas formações contendo poros de tamanho nanométrico.

"Imagine um perfume sendo borrifado no canto de uma sala com ar muito parado, "Emami disse." Com o tempo, a fragrância se espalhará de um canto para todas as partes da sala. Isso é difusão. "

Aplicado à recuperação de óleo, difusão é quando as moléculas de gás se movem aleatoriamente dentro do óleo e reduz sua densidade. Isso cria um desequilíbrio de concentração entre o óleo dentro das fraturas e o óleo nas fraturas de contato da formação de xisto, o que aumenta o transporte de óleo para o poço.

"A difusão requer um tempo de imersão significativo para ser eficaz, o que as empresas atualmente não estão fazendo porque ainda presumem que as diferenças de pressão fazem com que o óleo flua para os poços, "disse Russell Johns, George E. Trimble Chair em Ciências da Terra e Minerais e professor de engenharia de petróleo e gás natural na Penn State.

As empresas agem rapidamente com o período de impregnação entre o "sopro" e o "sopro", porque se acredita que fechar um poço é muito caro. Ainda, usando cálculos teóricos, os pesquisadores descobriram que a injeção de um gás de baixa densidade por períodos de imersão de dois meses ou mais pode ter ganhos de recuperação massivos, mesmo quando contabilizando o tempo de inatividade. Por exemplo, os pesquisadores calcularam que a recuperação em um único poço poderia ser duplicada ou triplicada usando períodos de imersão mais longos. Eles descobriram que o metano ou o nitrogênio funcionam melhor do que o dióxido de carbono porque o metano se difunde mais facilmente e a massa total desses fluidos que precisam ser injetados é menor.

Emami disse que mais ganhos podem ser feitos se o foco for colocado na melhoria do transporte causado principalmente pela difusão em vez de diferenças de pressão. Os pesquisadores estão trabalhando para criar experimentos que lhes permitam calcular as contribuições de convecção - diferenças de pressão - e difusão - diferenças de concentração - independentemente, e também em métodos para acelerar o processo de difusão.

Este método é particularmente relevante, mas não é limitado, aos vastos recursos de xisto dos EUA. Existem implicações significativas deste novo entendimento da física para a atividade econômica futura associada ao desenvolvimento sustentável de reservatórios não convencionais, Disse Johns. É provável que as recuperações possam ser aumentadas de duas a três vezes em reservatórios de óleo de xisto pelas técnicas propostas, ao mesmo tempo, mostra melhorias para condensados ​​que contêm etano significativo.

A abordagem poderia ser implementada no oeste da Pensilvânia Marcellus ou xisto Utica, ele adicionou.

"Compreender a física seria como acender a luz em uma sala escura onde você jogou dardos, "Emami disse." Agora que você vê o alvo, você saberá como projetar corretamente o método de extração para obter os melhores resultados possíveis e aprender o máximo com cada tentativa. "