Journal of Technology : automne 2021

Les Revue de technologie Aramco est publié tous les trimestres par la Saudi Arabian Oil Company, Dhahran, Arabie saoudite, pour fournir aux communautés scientifiques et techniques de l’entreprise un forum d’échange d’idées grâce à la présentation d’informations techniques

visant à faire progresser les connaissances dans l’industrie des hydrocarbures.

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ISSN 1319-2388

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Le journal de technologie Aramco

Automne 2021

L’effet du laser haute puissance sur les schistes riches en matières organiques

Dr Damian P. San-Roman-Alerigi, Dr Sameeh I. Batarseh et Wisam J. Assiri

Résumé /	L’objectif de ce travail est de caractériser l’effet d’un laser haute puissance (HPL) sur
	schistes (SRO). L’analyse combine l’apprentissage automatique avec des caractérisations avancées pour révéler
	les transformations géochimiques et mécaniques induites par un HPL dans les roches mères. Résultats de laboratoire
	ont montré que le HPL améliore la perméabilité, augmente la porosité, modifie la structure mécanique de
	la roche, et peut affecter positivement la maturité des roches mères.
	Un HPL a été utilisé dans le laboratoire pour perforer et chauffer différents types de roches mères avec des or-
	contenu ganique. Le processus a été caractérisé en temps réel par spectroscopie proche infrarouge (IR) et
	thermographie IR moyen. Le processus de pré- et post-caractérisation s’appuie sur différents outils pour évaluer
	uate les transformations chimiques et structurelles induites par les procédés HPL. Cette étape comprenait
	plusieurs techniques de spectroscopie, par exemple, la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) et UV/VIS/proche
	IR, pyrolyse rock-eval et analyse thermique différentielle (DTA). L’analyse s’appuie sur le clustering
	techniques pour révéler les effets distincts du HPL sur les roches mères.
	La spectroscopie et les analyses géochimiques ont révélé que le HPL modifie le
	structure de la roche. Pourtant, la structure fondamentale de la roche reste intacte. Les changements sont
	révélé par l’analyse de clustering des données FTIR avant et après le chauffage laser. L’analyse montre
	la formation de grappes après le processus, qui correspondent à la maturation du contenu organique.
	Le succès des travaux de laboratoire a prouvé que le HPL pouvait améliorer les propriétés des roches mères.
	Les effets comprennent une amélioration de la perméabilité, une porosité accrue et des changements dans la molécule
	répartition du contenu organique. Les résultats des analyses suggèrent que le laser peut avancer
	la maturité de la roche mère. Ce travail illustre également comment le machine learning et la multiphysique
	la caractérisation peut révéler la dynamique des processus HPL et leurs effets. En fin de compte, le
	Les résultats de cette étude contribueront au développement de nouvelles applications HPL.

introduction

Les schistes riches en matières organiques (SRO) sont des roches sédimentaires à faible perméabilité, abondant en kérogène et contenant occasionnellement du bitume et du pétrole. Cette teneur organique peut varier entre 5 % en poids et 65 % en poids, répartie entre le carbone réduit, l’hydrogène, l’oxygène, l’azote et le soufre1. Sous haute pression, haute température, le kérogène pyrolyse en hydrocarbures et en traces de carbone résiduel. La pyrolyse peut également être accélérée artificiellement en chauffant le kérogène à environ 400 °C2.

Le chauffage électromagnétique (EM) est intéressant dans les applications souterraines car il est sans eau, compact, contrôlable et efficace3. Ces méthodes reposent sur un chauffage radiatif, conducteur et diélectrique pour réchauffer les roches. Le rendement varie entre 1,2 et deux fois l’apport énergétique total. Les méthodes diélectriques sont d’un grand intérêt, car les rayonnements microfréquence et radiofréquence peuvent pénétrer plus profondément dans diverses formations rocheuses.4, 5.

Le processus pyrolytique à commande électromagnétique est respectueux de l’environnement ; pourtant, la méthode globale peut produire des quantités importantes de gaz à effet de serre selon la nature de la source d’énergie utilisée pour alimenter les appareils de chauffage EM et le type d’appareils de chauffage utilisés. Par exemple, le chauffage radiatif par conduction utilisant des éléments chauffants Joule peut nécessiter jusqu’à 2 ans de fonctionnement continu, tandis que le chauffage par micro-ondes peut atteindre des résultats similaires en moitié moins de temps.1, 5.

Plusieurs études ont démontré que le chauffage diélectrique utilisant des ondes microfréquences et radiofréquences pouvait améliorer l’efficacité et réduire l’impact environnemental. Yu et al. (2020)6 ont examiné l’évolution de la matière organique en fonction de la température dans l’autoclave des schistes bitumineux. En dessous de 300 °C, les principaux produits sont l’eau et le gaz, et la maturité de la matière organique varie d’immature à faiblement mature. Entre 300 °C et 475 °C, le procédé génère principalement du pétrole et du gaz, avec une fenêtre de génération de pétrole optimale allant de 400 °C à 440 °C. La maturité de la roche a évolué jusqu’au stade de maturité avec un potentiel de génération d’hydrocarbures élevé dans cette plage de températures. Au-dessus de 475 °C et jusqu’à 520 °C, la roche produit une faible quantité de gaz et la maturité de la roche passe à une maturité élevée ou à une surmaturité.

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Saudi Aramco – Compagnie pétrolière saoudienne publié ce contenu sur 31 octobre 2021 et est seul responsable des informations qu’il contient. Distribué par Public, non édité et non modifié, sur 31 octobre 2021 10:16:04 UTC.