Для скважин создали необычную «заплатку», которая сама знает, где сработать

Результаты исследования опубликованы в научном журнале Gels. О разработке сообщили в Пермском Политехе.

Почему скважины приходится останавливать

Буровой раствор выполняет сразу несколько важных функций: в частности, охлаждает долото и помогает предотвращать обрушение стенок скважины. Однако при наличии трещин в породе часть жидкости начинает уходить из скважины.

В отдельных пластах потери превышают 10% от закачиваемого объема. Устранение таких утечек требует времени, а дополнительные расходы возникают как из-за простоя оборудования, так и из-за перерасхода самого раствора.

В результате только на одном месторождении потери компаний могут достигать сотен миллионов рублей в год.

Одна из сложностей существующих способов борьбы с утечками заключается во времени затвердевания используемых составов. Цементы и гели могут застыть слишком рано и помешать проведению работ либо, напротив, затвердеть слишком поздно.

Гель должен сработать только в нужном месте

Решение предложили специалисты Пермского Политеха совместно с учеными из Китая и Саудовской Аравии.

Основой нового состава стало вещество на основе алюминия, которое способно превращать жидкость в прочный полимер. Чтобы процесс не начался раньше необходимого момента, активный компонент заключили в оболочку из оксида цинка.

Принцип работы связан с температурой. Пока состав находится в относительно прохладной среде, реакция не запускается. Когда же гель достигает глубоких и горячих пластов, оболочка разрушается. После этого начинается затвердевание непосредственно в зоне утечки.

Таким образом, состав остается жидким во время доставки к проблемному участку и превращается в прочный материал уже внутри скважины.

Более двух часов остается жидким

Работу геля ученые проверяли в экспериментах со стеклянными трубками и кварцевым песком.

Испытания показали, что состав способен сохранять текучесть более двух часов. Этого времени достаточно, чтобы доставить его к месту утечки без преждевременного затвердевания.

Полностью твердым материал становился приблизительно через три часа.

При этом новый состав смог перекрыть свыше 90% трещин, а создаваемая им преграда выдерживала напор в 1,5 раза лучше существующих аналогов.

Выдерживает температуру до 120 градусов

Еще одной особенностью разработки стала устойчивость к высоким температурам. Гель сохранял свои свойства при нагреве до 120 °C.

Для сравнения, большинство существующих составов, используемых для подобных задач, начинают разрушаться уже при температуре 80–90 °C.

Разработчики также отмечают экономическую и экологическую стороны новой технологии. Состав дешевле существующих решений и не содержит токсичных соединений, благодаря чему считается более безопасным для окружающей среды.

Зачем нужна такая технология

Потери бурового раствора остаются одной из наиболее частых и дорогостоящих сложностей при бурении нефтяных и газовых скважин. Особенно остро вопрос стоит при работе со сложными пластами, в которых присутствует большое количество трещин.

Возможность перекрывать такие повреждения непосредственно во время бурения позволяет избежать остановки работ, сократить расход раствора и снизить вероятность аварийных ситуаций.

Авторы разработки считают, что применение нового геля не ограничивается нефтегазовой промышленностью. Технология также может использоваться в горнодобывающей отрасли и нефтехимии.