В Китае с помощью высокоточного цифрового моделирования удалось оценить геологически сложные, но перспективные запасы метана угольных пластов, представляющего собой одно из важнейших ископаемых на ключевом месторождении Чжэнчжуан в бассейне Циньшуй. Добыча угольного метана приобретает стратегическое значение для Китая, который стремится обеспечить свою энергетическую безопасность при одновременном выполнении экологических обязательств.
Работы по моделированию были выполнены исследовательскими коллективами Северокитайского университета науки и технологий и Китайского университета геонаук по заказу нефтегазовой компании Petro China Huabei Oilfield, ведущей добычу в этом регионе. Задача, поставленная перед учеными, заключалась в оценке размеров и характеристик запасов угольного метана в пласте №3 пермской формации Шаньси, который выступает основным объектом разработки.
Для решения этой задачи была создана подробная трехмерная модель геологического строения пласта, в которую интегрировали около 100 км2 сейсмических данных, сведения по 973 скважинам, архивную информацию о добыче газа и воды на 27 скважинах за период с 2010 по 2017 год, а также данные геофизических исследований. Полученная модель позволила не только реконструировать внутреннюю структуру угольных слоев и оценить трещиноватость и литотипы угля, но и рассчитать поля напряжений в породах, чтобы точно определить зоны, наиболее благоприятные для гидроразрыва пласта.
На следующем этапе была проведена численная симуляция процессов добычи, в ходе которой моделировались осушение пласта, выделение газа и откачка воды. Это позволило проанализировать динамическое поведение залежей и рассчитать объем остаточных ресурсов.
По результатам моделирования площадь месторождения была разделена на три типа участков в зависимости от качества залежей. Это самые перспективные зоны, зоны средней перспективности и экономически малоинтересные участки. Большая часть залежей первого типа оказалась сосредоточена в юго-западной части блока Чжэнчжуан. В них остаточное содержание газа достигает 33,5 м3 на тонну угля. В типичных разработках в Китае коммерчески эффективным считается уровень выше 20 м3/т. Способность породы пропускать газ доходит до 1 мД, а пористость составляет 8-12%. Такие значения свидетельствуют о высокой продуктивности при минимальных затратах на стимулирование.
Результаты работы китайских ученых стали ярким примером интеграции цифровых геомоделей с инженерной практикой на зрелых, но технически сложных месторождениях. Это направление может стать важным элементом в стратегии углеродной трансформации как для самого Китая, так и для других стран, сталкивающихся с истощением углеводородных запасов и стремящихся сбалансировать энергетическую безопасность и экологические обязательства.
