Созданы умные капсулы с реагентами для ГРП
При ГРП в скважину под высоким давлением закачивают жидкость, которая создаёт трещины. Но как только напор падает, разломы начинают закрываться. Чтобы этого не произошло, вместе с жидкостью закачивают крошечные твёрдые частицы — пропант. Они остаются внутри как распорки и не дают стенкам горной породы сомкнуться.
Жидкость-носитель должна быть густой, иначе «песчинки» пропанта будут неравномерно распределены в потоке. Гель доставляет частицы в трещины, но после этого сам забивает поры и перекрывает нефти выход. Чтобы убрать этот гель, используют химические разрушители.
Если добавить их сразу, состав потеряет вязкость ещё в процессе закачки. Тогда песчинки не достигнут цели. Поэтому разрушитель помещают в пластиковые капсулы, которые активируются только после закрепления частиц на месте.
Проблема в том, что основные трудноизвлекаемые запасы сосредоточены на глубинах в 4–5 км. Там температура доходит до 150 градусов по Цельсию, а давление сравнимо с тем, что на дне океана. В такой среде многие оболочки разрушаются раньше времени. К тому же при производстве они склонны слипаться. Это мешает равномерно покрыть каждую защитным слоем, из-за чего изделия работают нестабильно.
Совместная разработка ученых из Китая и Перми выдерживает такие экстремальные условия. Реагенты высвобождаются ровно в нужное время, заявляют разработчики. Такой результат стал возможен благодаря геополимерной керамике. Её получают из глинистого сырья и отходов металлургии, добавляя вещества для затвердения и обжигая при 800–900 градусах.
После обработки керамика становится твёрдой как камень. Она не плавится, не деформируется и сохраняет прочность в самых жёстких условиях. При этом материал позволяет создавать полые микросферы с контролируемой пористостью.
«Из геополимерной керамики сделали полые микросферы, — поясняет заведующий кафедрой нефтегазовых технологий ПНИПУ Сергей ЧЕРНЫШОВ. — Затем под вакуумом в заготовки добавили концентрированный раствор разрушителя. Так мы достигли вмещающей способности почти 37% активного вещества. Это отличный показатель для реального производства. Сверху микросферы покрыли тонким слоем фенольной смолы с добавлением кремнезёмной пудры».
В качестве диспергатора выбрана кремнезёмная пудра. Она не слипается, не утяжеляет капсулы и не вступает в реакцию с разрушителем.
Новая капсула работает в два этапа. Во время закачки вода из геля проникает через микротрещины в покрытии и постепенно вымывает активное вещество. Тогда гель начинает понемногу разрушаться. Затем, когда закачку останавливают и давление падает, пласт сдавливает капсулы. Они раздавливаются и выпускают остатки реагента, разрушая гель полностью.
Испытания подтвердили эффективность. При температуре 150 градусов за полтора часа высвобождается 82% активного вещества. Это значит, что во время закачки они не лопаются преждевременно. При 90 градусах гель сохраняет вязкость на 60–90 минут дольше, чем с обычным разрушителем. Как раз столько времени нужно, чтобы закончить процесс.
При этом капсулы можно хранить в течение длительного времени, рассказывает профессор школы нефтегазового инжиниринга Китайского Нефтяного Университета г. Циндао Хуаджи ЛИУ. Технология позволяет производить партии, складировать и поставлять на промыслы без существенной потери качества.
В 2020 году ИА "Девон" сообщало, что ЛУКОЙЛ успешно апробировал на своих месторождениях в Республике Коми и Западной Сибири технологию «чистой скважины». Разрушение проппантных пробок без циркуляции снижает срок ремонта скважин с низким давлением.
| Поделиться этой новостью у себя в соцсетях |
Поиск по теме: ПНИПУ, Китай, ГРП, Реагенты и растворы для нефтяных скважин, наука