«Умный» гель уменьшит потери при бурении скважин
Буровой раствор охлаждает раскаленное долото и смазывает механизмы. Также раствор создает давление на стенки скважины, не давая им обрушиться. Однако в горной породе встречаются зоны с большим количеством трещин и пустот. Через них при бурении раствор уходит глубоко в землю, а не остается в скважине. В некоторых пластах его потери могут достигать более 10% от объема закачки. Это тысячи кубометров дорогостоящей жидкости.
Для борьбы с утечками используются цементные растворы или полимерные гели. Однако эти составы застывают либо слишком рано, мешая работе бурового инструмента, либо поздно, так и не перекрыв трещину. В итоге бурение регулярно приходится останавливать.
Главный компонент геля — вещество на основе алюминия, которое способно превращать жидкость в прочный полимер. Чтобы защитить его от агрессивной среды, ученые соединили его с оксидом цинка. Этот порошок играет роль защитной оболочки. Он не дает компоненту вступить в преждевременную реакцию, пока температура вокруг низкая.
Как только гель попадает в глубокие горячие пласты, связи между оксидом цинка и алюминием постепенно разрушаются. Тогда активное вещество высвобождается и превращается в прочный гель. Под воздействием нагрева состав превращается в прочный гель ровно там, где надо. Это позволяет устранить утечки без прекращения добычи.
«Мы провели серию экспериментов, — рассказал завкафедрой нефтегазовых технологий ПНИПУ, д.т.н. Сергей ЧЕРНЫШОВ. — Для этого использовали стеклянные трубки, заполненные кварцевым песком. Он имитирует трещиноватую породу. Сначала через образцы пропускали воду, измеряя их проницаемость. Затем закачивали гель и оставляли его при разных температурах — от 30 до 90 градусов Цельсия. Это соответствует условиям глубоких скважин».
Результаты показали, что состав сохранял текучесть более двух часов. Этого достаточно, чтобы безопасно доставить его к месту утечки без риска закупорить насосное оборудование. Гель полностью затвердевал через 3 часа.
Данный состав в 1,5 раза прочнее аналогов, заявляет разработчик. Он перекрывает до 90% трещин. Это значит, что он до минимума сокращает простои техники и позволяет компаниям экономить сотни миллионов рублей.
«При этом по температурной стойкости новый гель работает до 120 градусов по Цельсию, — поясняет профессор Китайского Нефтяного Университета г. Циндао Хуаджи ЛИУ. — Большинство существующих решений разрушаются уже при 80-90 градусах. Благодаря таким свойствам его можно применять в более глубоких и горячих скважинах».
Созданный материал не только прочнее аналогов, но и дешевле в производстве. Это возможно за счет применения доступного оксида цинка вместо дорогостоящих микрокапсул или синтетических добавок. Данное соединение не содержит токсичных соединений и не требует утилизации.
Ранее ИА «Девон» писало, что ученые Пермского политеха разработали новый состав с натуральным каучуком для цементирования нефтегазовых скважин. Каучук не реагирует с водой и не увеличивается в объеме. При контакте с нефтью или газом он набухает и превращается в густой гель. Данный состав может решить проблему возникновения трещин в цементном камне вокруг стальных обсадных труб.
| Поделиться этой новостью у себя в соцсетях |
Поиск по теме: Реагенты и растворы для нефтяных скважин, ПНИПУ, бурение