适用于电子表格的石油预测技术可能会降低页岩油运营商的成本

含有石油和天然气的多孔岩石被埋在地球深处，以至于页岩油运营商依靠复杂的地下环境模型来估计化石燃料的回收率。众所周知，这些模拟非常复杂，需要高技能的操作员来运行它们。这些因素间接影响页岩油生产成本，并最终影响消费者为其燃料支付的费用。

德克萨斯 A&M 大学的研究人员开发了一种分析程序，可以在电子表格中使用，以预测可以从新钻井中回收的石油和天然气量。通过对同一钻井领域中老井的油气流动模式进行建模，研究人员表示，他们现在可以准确预测新井的油气流动速率，这一框架比复杂的油藏模拟更快、更容易使用.

“在石油和天然气行业，专业人士使用复杂的油藏模拟器来了解可以从地球表面以下的地层中回收多少碳氢化合物。这些模拟非常有用，但非常耗时且计算量很大，”博士说。 Ruud Weijermars，哈罗德万斯石油工程系教授。“我们现在可以在电子表格环境中进行与这些模拟相同的预测，速度更快，为页岩运营商节省大量时间和成本，而不会损失准确性。”

研究人员在 3 月份的《能源》杂志上描述了他们的发现。

含有石油和天然气的页岩岩石挤在地下 3,000 到 14,000 英尺之间的层内。为了获取这些化石燃料，首先在大功率钻机的帮助下垂直钻入地下以到达页岩层。然后钻头水平移动，平行于页岩沉积物。当水平钻孔周围的岩石因水力压裂而被迫破裂时，它们开始释放有价值的石油和天然气分子，然后冲入钻孔并上升到地面的储罐。

在钻井作业开始之前，通常会创建储层的 3D 模型以预测可从油井中回收的石油量。这些模型考虑了岩石的渗透性、地下地理和地震特征以及其他参数。有了这些输入，该模型实际上将油藏分成小块或单元，然后根据块不同面的压力差模拟通过这些单独块的油流。

“这些模拟可以运行数小时、数天甚至数周，具体取决于网格中的块数，”Weijermars 说。“所以，如果油藏模型有十亿个细胞，你就必须计算这十亿个细胞的行为和相互作用，才能知道产生的油流是什么。”

为了规避这些复杂的数学计算，Weijermars 和他的团队将注意力集中在现有油井中单个单元格内的油流上。首先，他们使用基于物理的方程计算了石油从裂缝部位流入单个单元的流量。通过假设井中的所有流通池都是相同的，他们能够使用称为递减曲线分析的分析程序按比例放大并获得几个月后的油流量。

然后，研究人员将他们的方法做出的预测与模拟的预测进行了比较，发现两者非常匹配。然而，与复杂的模拟不同，研究人员表示，他们基于电子表格的分析要快得多。

一旦研究人员对现有井的流量进行建模，他们就可以通过调整流动单元的某些方面来预测和改进新井的行为，例如水力裂缝的高度、长度或间距以及井之间。此外，他们指出，这种类型的分析可以在钻新井之前进行，以便最大限度地提高租赁区的油气回收率。

研究人员还表示，与需要训练有素的专业人员来运行它们的储层模拟不同，他们的电子表格可以由经过很少培训的技术人员使用。

“由于全球原油价格低，页岩油运营商需要大幅削减成本。但是，他们还需要预测和改善他们计划钻探的新井的性能，”Weijermars 说。“我们在一系列研究中针对复杂的油藏模拟器测试了我们基于电子表格的流动池分析，流动池模型做得很好。这对页岩运营商来说是个好消息——我们的技术帮助他们降低成本，并且也快得多。”

这项研究的其他贡献者包括石油工程系的 Kiran Nandlal、Aadi Khanal 博士和 Fatih Tugan 博士。

这项研究由 Crisman-Berg Hughes 财团和德克萨斯 A&M 工程实验站的启动资金资助。