Ölgewinnung durch thermische Ausdehnung des Gesteins

Spielt die Ausdehnung des Gesteins eine Rolle bei der verstärkten Ölgewinnung, wenn dem Reservoir Wärme durch Dampf oder heißes Wasser zugeführt wird?

Jede Expansion des Gesteins würde die Ölgewinnung aufgrund einer Verringerung des Hohlraums entweder zwischen den Körnern oder in den Spalten behindern. Damit Öl leichter fließen kann, sind zusammenhängende Hohlräume erforderlich, in denen es sich sammeln und dann durchströmen kann. Je dichter ein Stein ist, desto geringer ist die Fließfähigkeit von Öl.

Öl fließt gut in porösen Medien wie Sand und Sandstein aufgrund der Hohlräume / Porenräume. Schiefer hat keine leeren Räume wie Sandstein und es ist sehr schwierig, Öl aus Schiefer zu entfernen. Früher musste Schiefer abgebaut, zerkleinert und an der Oberfläche erhitzt werden, um das Öl zu gewinnen.

Mit dem Aufkommen von Schiefer-Fracking wird Schiefer in-situ unterirdisch gebrochen. Die eingebrachten Hohlräume ermöglichen das Sammeln und Fließen von Öl.

Das Erhitzen des Öls macht es weniger viskos, wodurch es leichter fließen kann. Deshalb wird Öl über Dampf unterirdisch erhitzt.

Um dies zu testen, gib Butter in eine Pfanne und versuche, sie fließen zu lassen. Es wird nicht, weil es solide ist. Erhitzen Sie die Butter und beobachten Sie, wie sie fließt, je heißer sie wird.

Richtungsmäßig ja. Behandeln Sie es genau wie einen Kompressibilitätsausdruck in der Materialbilanzgleichung (Druckabfall und Temperaturanstieg bewirken, dass sich das Kornmaterial ausdehnt). Die von dem letzten Beitragenden genannten Effekte zweiter Ordnung (z. B. Verringerung der Permeabilität durch Kontraktion der Porenöffnung) müssten berücksichtigt werden, aber dies ist ein Produktivitätsausdruck und kein Volumensatz.

Diese Referenz gibt den Volumenmodul von Fused Silica (irgendwie wie Sandkörner?) als 6e6psi an, so dass die Kompressibilität 0,16e-6 psi beträgt. Der Wärmeausdehnungskoeffizient beträgt 0,55e-6 pro Grad Celsius, also verdreifacht, dass wir (für den Volumenkoeffizienten) etwa 1,5e-6 pro Celsius erhalten. Daher erzeugt jeder Grad Celsius (ungefähr) den gleichen volumetrischen Effekt wie eine Druckänderung von 10 psi.

In der Praxis ist jedoch so viel Physik und physikalische Chemie in einer thermischen Flut (passiv oder aktiv) im Gange, dass es mich sehr wundern würde, eine interpretierbare Reaktion auf der Speicherskala zu sehen.

Die thermische Ausdehnung eines Gesteins ist stark durch die aufgebrachte Abraumspannung aufgrund der darüberliegenden Schichten begrenzt. Da diese Kraft normalerweise ziemlich massiv ist, ist das Ausmaß der Expansion pro Grad der Temperaturänderung nicht signifikant. Darüber hinaus ist eine große Energiemenge erforderlich, um eine Reservoir-Gesteinsmasse effektiv zu erwärmen, da sie im Porenraum in die Flüssigkeit abgeleitet wird, was eine Viskositätsänderung bewirkt. Die thermische Ausdehnung der Flüssigkeit ist jedoch ein Faktor. Wenn sich das Fluid ausdehnt, vergrößert es sein Volumen und erhöht dadurch den Produktionsdruckgradienten.