Фрекинг при –200º С

Китай входит в число лидеров по изучению технологий фрекинга. Причина этого, кроме серьезных запасов газа, состоит в плотном сотрудничестве исследователей и фирм Северной Америки и Китая. Недавно группа из девяти китайских ученых, двое из которых также сотрудники университетов Монреаля и Калгари, опубликовала большую статью, посвященную криогенному фрекингу. Они предлагают заменить используемый для гидроразрыва водный раствор жидким азотом и утверждают, что себестоимость будет ниже, чем у большинства «жидких» технологий. Метод особо актуален в регионах с дефицитом воды, ведь азот можно извлекать из атмосферы в любом месте. А многие пустынные районы обладают богатыми запасами метана в угольных пластах, сланцевых коллекторах и других осадочных породах.

Для экспериментов брали сантиметровые образцы угля одного из китайских месторождений. Их оставляли влажными или сушили сутки при 60° С, а затем на час погружали в жидкий азот. Циклы закалки в криогенном азоте повторяли до трех раз, а потом разглядывали внутренности образцов с помощью высокоразрешающей компьютерной рентгеновской томографии. 

В результате удалось измерить изменения пористости образцов, объема трещин, их толщины и связности. Все эти параметры возрастают при увеличении числа циклов, но первое замораживание приводит к самым большим изменениям. Для низкой начальной пористости относительный рост выше, чем для высокой. Объем трещин от цикла к циклу возрастает постоянно, суммарно в десятки раз. Исследователи установили режимы самого эффективного трещинообразования. Ученые уверены, что метод криогенного фрекинга имеет значительный потенциал для разрыва слабопроницаемых углей для добычи из них метана, что особо актуально для Китая, в также позволит существенно повысить экологичность добычи нетрадиционных углеводородов.

(Science of the Total Environment, 2020, 721, 137719)