含有石油和天然氣的多孔巖石被埋在地球深處，以致頁巖作業(yè)者依靠復雜的地下環(huán)境模型來估算化石燃料的回收率。這些模擬非常復雜，需要熟練的操作員來運行它們。這些因素間接影響頁巖油的生產成本，最終影響消費者為燃料支付多少費用。

德克薩斯農工大學的研究人員開發(fā)了一種分析程序，該程序可用于電子表格中，以預測可從新鉆探的井中回收的石油和天然氣量。研究人員說，通過對同一鉆探領域中較老油井的油氣流動模式進行建模，他們現在可以準確預測較新油井的油氣流動速率，該框架比復雜的油藏模擬方法更快捷，更易于使用。 。

“在石油和天然氣行業(yè)，專業(yè)人員使用復雜的油藏模擬器來了解可以從地球表面以下的層中回收多少碳氫化合物。這些模擬非常有用，但非常耗時且計算量很大，” Dr。Dr.哈羅德·萬斯石油工程系教授Ruud Weijermars。“我們現在可以在電子表格環(huán)境中進行與這些模擬相同的預測，這種預測要快得多，可以為頁巖操作員節(jié)省大量時間和成本，而又不會降低準確性。”

研究人員在三月份的《能源》雜志上描述了他們的發(fā)現。

含有石油和天然氣的頁巖被塞在地下3,000至14,000英尺之間的層中。為了獲取這些化石燃料，首先要在大功率鉆機的幫助下垂直向地下鉆洞，以到達頁巖層。然后，鉆頭平行于頁巖沉積物水平移動。當水力壓裂迫使水平鉆孔周圍的巖石破裂時，它們開始釋放有價值的石油和天然氣分子，然后這些油和天然氣分子涌入鉆孔并上升到地面的儲油罐。

在鉆井作業(yè)開始之前，通常會創(chuàng)建一個3D模型的儲層，以預測可從井中采出的石油量。這些模型考慮了巖石的滲透性，地下地理和地震特征以及其他參數。有了這些輸入后，該模型實際上將儲層平鋪成小塊或小單元，然后根據該塊不同面上的壓力差模擬通過這些單個塊的油流。

Weijermars說：“這些模擬可能需要數小時到數天到數周的時間，具體取決于網格中塊的數量。”“因此，如果油藏模型中有十億個單元，則必須計算這十億個單元的行為和相互作用，才能知道最終的油流將是什么。”

為了規(guī)避這些復雜的數學計算，Weijermars和他的團隊將注意力集中在現有井中單個單元內的油流。首先，他們使用基于物理學的方程式計算了從裂縫位置到單個單元的油流。通過假設井中的所有流通池相同，它們可以使用稱為下降曲線分析的分析程序放大并獲得幾個月后的油流量。

然后，研究人員將他們的方法所作的預測與模擬的預測進行了比較，發(fā)現兩者非常吻合。但是，與復雜的模擬不同，研究人員說，他們基于電子表格的分析要快得多。

一旦研究人員對現有井的流速進行建模，他們就可以通過調整流通池的某些方面(例如水力壓裂的高度，長度或間距以及井間距離)來預測和改善新井的行為。此外，他們指出，可以在鉆新井之前進行此類分析，以使從租賃區(qū)的油氣采收率最大化。

研究人員還說，與需要訓練有素的專業(yè)人員進行油藏模擬不同，他們的電子表格可以由技術人員在很少的培訓下使用。

“由于全球原油價格低廉，頁巖油運營商需要大幅削減成本。但是，他們還需要預測并改善他們計劃鉆探的新井的性能，” Weijermars說。“在一系列研究中，我們已經針對復雜的油藏模擬器對基于電子表格的流通池分析進行了測試，并且流通池模型發(fā)揮了出色的作用。這對頁巖油作業(yè)者來說是個好消息，我們的技術可以幫助他們降低成本，并且快多了。”