Ученые в Перми разработали гель, улучшающий герметичность нефтяных скважин

Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали гель на основе ксантана, улучшающий герметичность старых нефтяных скважин. До этого ксантан в таком виде не использовался, сообщили в пресс-службе вуза.

«На месторождениях нефти, которые используются более 50 лет, происходит потеря герметичности скважин. Это приводит к обводнению добываемой продукции, что значительно снижает эффективность процесса. Один из перспективных методов уменьшения воды в скважинах — использование гелеобразующего состава на основе ксантана. Это природное химическое соединение в виде белого порошка без запаха, оно обладает высокой проникающей способностью и низкой стоимостью. Обычно в нефтяной промышленности ксантан используют для буровых растворов, чтобы качественно очищать скважину от шлама. Ученые нашли новый способ применения этого биополимера, на его основе разработали состав геля для эффективной герметизации старых скважин», — рассказали в университете, отметив, что ранее ксантан таким образом не использовался.

В дополнении к ксантану ученые ПНИПУ добавили в раствор магниевую соль, моющее средство и лимонную кислоту. Как отметили исследователи, при выборе компонентов важно учитывать минерализацию вод, поскольку при ее высоких значениях гелеобразование раствора происходит быстрее, что затрудняет приготовление и проникновение геля в пласт. В качестве замедлителя растворения ксантана ученые применили водный раствор хлорида магния. Как пояснили в вузе, моющее вещество необходимо для того, чтобы улучшить сцепление полученного состава с породой, а лимонная кислота — для усиления межмолекулярного взаимодействия внутри него.

«Закачка состава в пласт происходит при помощи специальных цементировочных машин. Обычно это необходимо делать быстро во избежание преждевременного гелеобразования. Наша смесь обладает необходимой вязкостью и достаточным временем для прокачки без превышения допустимых давлений цементировочных машин, то есть он остается текучим, что позволит закачать его в скважину до начала гелеобразования», — рассказал ассистент кафедры нефтегазовых технологий ПНИПУ Вадим Дерендяев.

По словам инженера научно-образовательного центра геологии и разработки нефтяных и газовых месторождений горно-нефтяного факультета ПНИПУ Михаила Миронова, разработанный гель обладает рядом преимуществ. В частности, это устойчивость к разрушению при взаимодействии с пластовой водой, низкая вязкость до начала гелеобразования и более глубокое проникновение в пласт, а значит, более качественная изоляция. «Он может применяться в широком диапазоне температур и в условиях высокой минерализации вод, что делает его достаточно универсальным», — добавил Миронов, отметив, что разработанный состав отличается от аналогов и низкой стоимостью.

Исследование ученых ПНИПУ было представлено на Международной научно-практической конференции «Технологические решения строительства скважин на месторождениях со сложными геолого-технологическими условиями их разработки» в 2023 году. Разработка проводилась в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».