تقييم قابلية استرداد احتياطي الغاز الصخري وإمكانات التنمية ثلاثية الأبعاد: دراسة حالة لحقل وييوان، حوض سيتشوان

لماذا يهم هذا الغاز المدفون في حياتنا اليومية

بينما يبحث العالم عن بدائل أنظف للفحم والنفط، أصبح الغاز الطبيعي المحبوس داخل صخور ال shale وقوداً جسرياً مهماً. الصين، التي تستورد جزءاً كبيراً من غازها، مهتمة بشكل خاص بالحصول على مزيد من الطاقة من مواردها المحلية. تفحص هذه الدراسة حقلًا رئيسيًا للغاز الصخري في جنوب غرب الصين — حقل وييوان في حوض سيتشوان — لتحديد مقدار الغاز القابل للاسترداد فعليًا اليوم، وكم لا يزال متروكًا، وكيف يمكن للحفر ثلاثي الأبعاد الأكثر ذكاءً أن يفتح إمكانات أكبر بكثير لهذا المورد المخفي.

حقل غازي يستخدم شريحة رقيقة فقط من صخره

في حقل وييوان، جرى حفر مئات الآبار الأفقية في مجموعة من طبقات الصخر الحامل للغاز المعروفة مجتمعة بفاصل ووفنغ–لونغماكسي. ومع ذلك، على الرغم من سمك الصخر الكلي البالغ نحو 44–54 متراً، تستغل الآبار الحالية أساساً نطاقًا ضيقًا في المنتصف. يُظهر المؤلفون أن الشقوق التي تُنشأ أثناء التكسير الهيدروليكي عادة ما تصل إلى ارتفاع يتراوح بين 10–15 متراً فقط، لذا فهي تمس جزءًا بسيطًا من العمود الصخري الرأسي. عندما طابقوا بعناية إنتاج كل بئر طويل الأمد مع خصائص الصخر وارتفاع الشق، وجدوا أنه في المتوسط يساهم نحو 13.8 متراً فقط من السمك في إنتاج الغاز — أي نحو 30 في المئة تقريبًا من الخزان المتاح.

قياس ما تم استخدامه وما تبقى

لفهم مدى كفاءة تصريف الحقل، قدّر الباحثون «الاسترداد النهائي» للغاز لمئات الآبار وقارنوه بكمية الغاز الموجودة أصلاً في حجم الصخر الذي يمكن لكل بئر التأثير فيه. جمعوا عدة طرق هندسية، ثم ضبطوا تكرارياً السماكة الرأسية المفترضة للصخر المغذي لكل بئر حتى طابق الاسترداد المحسوب الإنتاج الفعلي. عبر حقل وييوان، يسترد البئر النموذجي في النهاية نحو ثلاثة أرباع الغاز الموجود في حجم الصخر الذي تمت تغطيته فعليًا. ومع ذلك، ولأن الآبار تمس ارتفاعًا محدودًا فقط من كتلة الصخر، يبقى جزء هائل من إجمالي الغاز خارج نطاق الشقوق الحالية.

غاز مخفي في طبقات غير ملامَسة أعلاه وأسفله

من خلال طرح الغاز الذي تسيطر عليه حالياً شبكة الآبار من الإجمالي الجيولوجي، حسب الفريق أن نحو 1,690 × 10⁸ متر مكعب من الغاز لا تزال موجودة في الأرض في منطقة الإنتاج الرئيسية — أكثر بكثير مما جُلب إلى السطح حتى الآن. معظم هذا الغاز المتبقّي يكمن في مناطق رأسية «متبقية» فوق وتحت الشريط المستخدم حالياً، بدلاً من أن يكون في فراغات أفقية غير مستكشفة بين الآبار. في المتوسط، يبقى أكثر من 26 متراً من سمك الصخر لكل موقع غير مستخدم، مع تركيز أسمك الفواصل غير المستغلة وأغنى الاحتياطيات المتبقية في الجزء الشرقي من الحقل. تشير هذه النتائج إلى بؤر جغرافية واضحة حيث يمكن استهداف طبقات إضافية عبر آبار جديدة.

ليست كل الطبقات الصخرية متساوية

تقسم الدراسة أيضاً الصخر ال shale إلى صخر «النوع I» عالي الجودة و«النوع II» الأكثر اعتدالاً، استناداً إلى المحتوى العضوي والمسامات والقابلية للهشاشة. باستخدام بيانات من أكثر من 180,000 موقع في نموذج جيولوجي، قَيَّم المؤلفون كمية الغاز التي يمكن أن يوفرها كل نوع من الصخر لكل متر من السماكة. وجدوا أنه، لنفس السماكة والمساحة، ينتج الصخر من النوع I الممتاز نحو 3.7 ضعف ما ينتجه النوع II. بعبارة أخرى، سيحتاج المرء إلى نحو أربعة أضعاف سمك النوع II لمضاهاة إنتاج متر واحد من النوع I. هذا التمييز حاسم عند تخطيط التنمية ثلاثية الأبعاد: زيادة عدد الطبقات وحدها لا تكفي — يجب أن يركّز المشغلون على الأماكن التي يكون فيها الصخر المتبقي سميكاً وذو جودة جيدة.

البحث عن نقاط القوة للتنقيب المستقبلي

من خلال دمج خرائط السمك غير المستخدم وجودة الصخر وغنى الغاز المتبقي، فحص المؤلفون المناطق الأكثر ملاءمة للتنمية متعددة الطبقات أو «ثلاثية الأبعاد». فضلوا المناطق حيث كان كل من السمك غير المستخدم والصخر العالي الجودة غير المستخدم كبيرين، وحيث كان الغاز المتبقي لكل كيلومتر مربع مرتفعاً. حدَّدت هذه العملية نحو 116.7 كيلومتر مربع من الأرض الواعدة بشدة في الجزء الشرقي من حقل وييوان، تحوي نحو 700.7 × 10⁸ متر مكعب من الغاز يمكن استغلالها بواسطة طبقات آبار جديدة موضوعة بعناية فوق أو تحت الطبقات الحالية.

ماذا يعني هذا لإمدادات الغاز المستقبلية

لغير المختصين، الرسالة الأساسية هي أن حقل الغاز الصخري وييوان — وربما العديد من الحقول الأخرى — ما يزال يحتوي على قدر أكبر بكثير من الغاز مما تصل إليه الآبار الحالية، حتى في مناطق تبدو مزدحمة على الخريطة. تقتصر آبار اليوم على شريط متوسط من الصخر، تاركة طبقات سميكة من الصخر الغني بالغاز أعلاه وأسفله. من خلال رسم خرائط أفضل للطبقات الأكثر إنتاجية ومواقع السمك غير المستغل، يمكن للمشغلين تصميم آبار أفقية مكدسة تعمل مثل رفوف في وحدة تخزين عالية، تسحب الغاز من الأعلى إلى الأسفل بدلاً من مستوى واحد فقط. إذا نُفّذ هذا النهج ثلاثي الأبعاد بعناية، فيمكن أن يعزز الإنتاج المحلي من الغاز بشكل كبير ويحسن الأمن الطاقي، مع استغلال البنية التحتية الموجودة بشكل أفضل.

الاستشهاد: He, S., Li, X., Lin, Y. et al. Evaluation of shale gas reserve recoverability and three-dimensional development potential: a case study of the Weiyuan Block, Sichuan basin. Sci Rep 16, 7625 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39245-5

الكلمات المفتاحية: الغاز الصخري, حقل وييوان, التنمية ثلاثية الأبعاد, استغلال الخزان, حوض سيتشوان