Процесс исследования. Фото: пресс-служба ПНИПУ / источник: «Машины и Механизмы»
Специалисты Пермского Политеха при участии ученых из Китая и Саудовской Аравии создали новый гелеобразующий состав для нефтегазовых скважин. Его особенность заключается в том, что он начинает превращаться в прочный полимер только после попадания в горячую зону утечки. За счет этого остановка бурения для герметизации трещин может не потребоваться.
Во время проходки скважины буровой раствор охлаждает оборудование, смазывает механизмы и поддерживает устойчивость стенок. Однако в трещиноватых породах часть жидкости уходит в пустоты и пласты. Потери могут превышать 10% от объема закачки, а ликвидация таких утечек обычно требует остановки техники.
Новый гель содержит компонент на основе алюминия и оксид цинка, выполняющий роль защитной оболочки. При низкой температуре эта оболочка препятствует преждевременному затвердеванию. В более горячих пластах связи постепенно разрушаются, активное вещество высвобождается и формирует прочный полимер прямо в месте потери раствора.
Для проверки технологии ученые моделировали трещиноватую породу с помощью стеклянных трубок, заполненных кварцевым песком. Состав испытывали при температуре от 30 до 90 °C. Он оставался текучим свыше двух часов, а примерно через три часа полностью затвердевал.
По итогам экспериментов эффективность перекрытия трещин превысила 90%. Материал выдерживал давление в 1,5 раза лучше используемых аналогов и сохранял свойства при нагреве до 120 °C. Большинство сопоставимых решений, как отмечают авторы разработки, начинают разрушаться уже при 80–90 °C.
В ПНИПУ рассчитывают, что технология позволит снизить расход дорогостоящего бурового раствора и сократить простои оборудования. Для производства используется доступный оксид цинка, благодаря чему состав должен быть дешевле решений с микрокапсулами и синтетическими добавками. Подробности разработки опубликованы в материале ПНИПУ на сайте журнала «Машины и Механизмы».