Ученые предложили высокоточный способ измерения деформации углеродных пористых материалов

Исследователи из Института физической химии и электрохимии (ИФХЭ) им. А.Н. Фрумкина РАН разработали оборудование для измерения деформации углеродных пористых материалов, стимулированной адсорбцией. Понимание этого процесса позволит повысить эффективность выработки газовых и нефтегазовых месторождений. Разработка получила патент.

Как пояснили специалисты, деформационные эффекты на большинстве промышленных адсорбентов обратимы. Разработанный в ИФХЭ РАН стенд для измерения деформации микропористых материалов позволяет измерять деформацию в интервале температур от 213 до 673 Kельвин и давлений от 0,1 паскаль до 10 мегапаскаль.

«Оборудования и методов, позволяющих с нашей степенью точности измерять деформацию микропористых материалов в таких интервалах температур и давлений, в мире пока не существует», — сообщил заместитель заведующего лабораторией сорбционных процессов ИФХЭ РАН Андрей Школин.

Значительную часть общего объема запасов природного газа составляет сланцевый газ. Внутри угольного пласта он находится в адсорбированном состоянии в узких порах. После десорбции из пор газ выходит наружу через небольшие естественные трещины. Закачка углекислого газа в угольные пласты обычно на 15-20% улучшает извлечение метана. Кроме того, закачка позволяет консервировать углекислый газ в пластах, что является одним из способов снижения углеродного следа промышленности.

Однако в ходе работ проницаемость пласта сильно снижается. Происходит разрушение сети трещин, из-за чего газ может выйти из коллектора.

«Известно, что вспучивание угля происходит из-за адсорбции. Хотя первые работы на эту тему появились еще в 1927 году, влияние стимулированной адсорбцией деформации на угольный пласт еще недостаточно изучено. Понимание влияния процесса адсорбции-десорбции метана и диоксида углерода на деформацию углеродных пористых материалов может помочь российским нефте- и газодобывающим компаниям повысить эффективность выработки газовых и нефтегазовых месторождений. Кроме того, такие исследования способны помочь с решением проблемы взрывоопасных выбросов метана при добыче угля», — рассказал Андрей Школин.

Работа выполняется в рамках госзадания «Поверхностные явления в коллоидно-дисперсных системах, физико-химическая механика, адсорбционные и хроматографические процессы» Министерства науки и высшего образования РФ.