قدم الباحثون في جامعة الصين للبترول رؤى شاملة حول تطبيق التحليل الطيفي تيراهيرتز لتوصيف الصخر الزيتي. في الوقت الحاضر، لا يزال فهم الناس لإمكانات توليد النفط من الصخر الزيتي والعملية الديناميكية للتحلل الحراري للمادة العضوية غير واضح، مما يؤدي إلى تقدم بطيء نسبيًا في تكنولوجيا التطوير. أثبت التحليل الطيفي تيراهيرتز (THz)، باعتباره طريقة تقييم ناشئة في مجال موارد النفط والغاز، قيمة بحثية وتطبيقية في العديد من الجوانب نظرًا لخصائص بصمة الإصبع، واستهلاك الطاقة المنخفض، والاختراق القوي، ونطاق التردد الواسع.
"تشمل هذه التطبيقات تأريخ تيراهيرتز، واستكشاف تيراهيرتز، وتحديد النفط الخام، وعملية إزالة مستحلب النفط الخام، وتحويل وضع التدفق ثنائي الطور من الماء والنفط، وإزالة بلمرة النفط الخام في المجالات المغناطيسية، ومراقبة وتصنيف PM2.5، وما إلى ذلك." وأوضح البروفيسور تشاو كون من مختبر بكين الرئيسي لتكنولوجيا الكشف البصري عن النفط والغاز في جامعة الصين للبترول (بكين).
من أجل تلبية متطلبات النظريات والأساليب الجديدة للاستخدام الفعال لموارد الصخر الزيتي، قام البروفيسور تشاو كون من جامعة الصين للبترول (بكين) وفريقه "بصريات النفط والغاز" مؤخرًا بمراجعة التقدم والتحديات التي يواجهها التحليل الطيفي تيراهيرتز في تقييم الصخر الزيتي. نُشرت نتائج أبحاثهم في المجلد الثاني، العدد 4، من "مراجعات الطاقة" الصادرة في ديسمبر 2023.
في هذه المقالة المراجعة، يلخص فريق البحث تطبيق التحليل الطيفي تيراهيرتز في توصيف تباين الخواص، وتوزيع المواد العضوية، وطيف بصمة الكوتين، وإنتاج النفط، وعملية الانحلال الحراري، وامتصاص موجة تيراهيرتز للصخر الزيتي. بالإضافة إلى ذلك، وبالنظر إلى التطوير المستقبلي الفعلي للصخر الزيتي، فقد اقترحوا أيضًا طرقًا محتملة لتكنولوجيا تيراهيرتز.
وباستخدام خصائص موجات تيراهيرتز، تم اقتراح مفهوم جديد لتحليل تيراهيرتز الحراري وأعيد اكتشاف نموذج الانحلال الحراري للكوتين. وأشار البروفيسور تشاو إلى أن "أهم اكتشاف لاستكشاف موجة تيراهيرتز هو أنه يمكن استخدام طيف تيراهيرتز لتوصيف المناطق الرئيسية لإنتاج النفط ومناطق الغاز الطبيعي في وقت واحد، وهو أمر يصعب تحقيقه باستخدام الطرق القياسية الأخرى".
توفر قمم الامتصاص المميزة للطبقة القرنية في نطاق تيراهيرتز منظورًا جديدًا لدراسة الطبقة القرنية على نطاق ميكرون ونانو. وبما أن معاملات تيراهيرتز متباينة الخواص ترتبط ارتباطًا وثيقًا بإنتاج النفط، فقد حقق الباحثون أيضًا تقييمًا مباشرًا لإنتاج النفط دون الانحلال الحراري، وبالتالي تجنب التلوث البيئي.
وأكد البروفيسور تشاو: "على الرغم من التقدم المهم الذي تم إحرازه في توصيف موجة تيراهيرتز للصخر الزيتي، إلا أن اتساع وعمق البحث لا يزالان غير موجودين، وهناك العديد من المشكلات التي تحتاج إلى حل عاجل. ومن حيث التطبيقات العملية، يعد التحويل في الموقع اتجاهًا حتميًا للتطوير التجاري على نطاق واسع للصخر الزيتي في المستقبل. ومن المتوقع تنفيذ التحليل الطيفي تيراهيرتز لمراقبة عملية التكسير في قاع البئر وإنتاجية النفط والغاز من الصخر الزيتي. تيراهيرتز ومن المتوقع أن تصبح الموجات حافة حادة في التغلب على عنق الزجاجة في إنتاج الصخر الزيتي بعد حل بعض المشاكل المحددة مثل مصادر الضوء عالية الطاقة، والكشف عالي الحساسية، والتصوير بالمسح السريع، وأجهزة تيراهيرتز الدقيقة النانو، والقدرة على التكيف البيئي القوي.