Para ilmuwan dari Universitas Sains dan Teknologi Chongqing, dengan partisipasi perusahaan-perusahaan minyak dan gas besar Tiongkok (CNOOC dan SINOPEC) dan Universitas Barcelona, telah mengambil langkah yang mampu mengubah masa depan produksi gas serpih. Untuk pertama kalinya, mereka menjelaskan secara detail dan memberikan dasar matematis untuk metode inovatif rekahan hidrolik menggunakan karbon dioksida dan apa yang disebut "slickwater".
KALBARNEWS.CO.ID (DUNIA) - Selama bertahun-tahun, pekerjaan rekahan tradisional digunakan untuk produksi gas serpih di seluruh dunia – memompa campuran air, pasir, dan zat aditif kimia. Namun, setelah kontak dengan batuan, cairan tersebut menyebabkan mineral lempung mengembang, menurunkan permeabilitas, dan "melumasi" rekahan sehingga mempercepat implosi. Hal ini mengakibatkan sebagian besar gas tetap terkunci di dalam tanah: menurut banyak perkiraan, faktor perolehan hanya 10–15%, dan 85–90% cadangan tidak dieksplorasi.
Pada tahun 2017, Yanchang Petroleum, perusahaan minyak asal Tiongkok, menjadi yang pertama menerapkan campuran CO₂ superkritis dan apa yang disebut "slickwater" — fluida yang mengurangi gesekan dan memfasilitasi penetrasi ke dalam batuan. Eksperimen ini terbukti berhasil: volume reservoir yang digunakan untuk pengeringan meningkat 3-5 kali lipat, dan produksi meningkat secara proporsional. Selain itu, CO₂ tidak terlepas ke atmosfer – sebagian CO₂ tetap berada di lapisan tanah bawah, terikat dengan mineral, dan berubah menjadi senyawa stabil.
Namun mengingat efisiensi metode tersebut, tidak seorang pun dapat mengungkapkan mekanismenya – bagaimana CO₂ berinteraksi dengan serpih dan mengapa kombinasi dengan air memberikan efek yang begitu kuat.
Para peneliti dari Chongqing baru-baru ini memberikan jawaban. Mereka melakukan serangkaian uji laboratorium menggunakan sampel serpih dari formasi Lungmasa di Cekungan Sichuan. Awalnya, batuan tersebut disimpan dalam air slickwater, kemudian terpapar CO₂ superkritis, yaitu zat yang berada dalam keadaan khusus antara gas dan cair. Setelah itu, rekahan dipindai dengan akurasi mikron.
Ternyata CO₂ benar-benar "mengukir" batuan: meningkatkan kekasaran dinding dan area kontak, menciptakan jaringan mikro saluran bagi gas untuk keluar dengan bebas. Sebaliknya, air menstabilkan struktur rekahan, mencegah keruntuhannya, dan mempertahankan konduktivitas.
Untuk pertama kalinya, para ilmuwan memberikan deskripsi kualitatif tentang efek ini, dengan menghubungkan tekanan, porositas, korosi kimia, dan perubahan pola mikro serpih. Berdasarkan pengujian tersebut, mereka membangun simulasi fisika-matematika yang tidak hanya memperhitungkan pergerakan gas, tetapi juga elastisitas dan deformasi batuan. Platform digital COMSOL dan MRST yang terintegrasi ke dalam satu sistem yang disebut C–R solver digunakan untuk perhitungan. Dengan bantuannya, para peneliti dapat mensimulasikan perilaku reservoir dengan berbagai kombinasi tekanan, suhu, dan komposisi fluida yang dipompa.
Perbandingan dengan data lapangan gas nyata menunjukkan bahwa perhitungan hampir sepenuhnya sesuai dengan hasil survei lapangan. Kini, para insinyur akan dapat menentukan parameter optimal untuk pekerjaan rekahan – tekanan, volume, dan rasio CO₂/air, untuk memulihkan gas secara maksimal dengan biaya minimum.
