Российские ученые научились с помощью наночастиц добывать больше нефти

Ученые Института нефти и газа Сибирского федерального университета добавили наночастицы в гель, который используется в нефтедобыче для гидроразрыва нефтеносного пласта (ГРП). Это позволяет добывать нефть в скважинах, где стандартная добыча затруднена, сообщили в Минобрнауки РФ.

«При введении нанодобавок смачивание сшитых гелей ГРП уменьшается, а межфазное натяжение растет. Значит, растет и скорость капиллярной пропитки — гель быстрее проникает в пласт. Если добавить наночастицы подходящего размера в оптимальной концентрации в гель, он станет более подходящим под конкретные пластовые условия, приобретет нужную вязкость или станет термоустойчивее. Если использовать малые добавки наночастиц, можно значительно снизить количество дорогостоящих химических реагентов, которые используются при приготовлении жидкостей ГРП со схожими характеристиками», — пояснил старший преподаватель кафедры бурения нефтяных и газовых скважин СФУ Владимир Жигарев.

Наночастицы улучшают качество гелей, защищая от высоких температур и помогая им проникать в пласт. Кроме того, нанодобавки дешевле и экологичнее традиционных химических реагентов для фрекинга. При гидравлическом разрыве пласта при работе нефтяных и газовых скважин создается высокопроводимая трещина, чтобы усилить приток к скважине. Таким способом обычно «оживляют» простаивающие скважины либо ему подвергают новые скважины, где стандартная добыча затруднена.

В настоящее время используют, например, сшитые полимерные гели, которые нагнетают в скважину под большим давлением. Благодаря этому происходит разрыв горной породы, появляются новые трещины и каналы, через которые углеводороды двигаются в пласте к добывающей скважине. В эту гелевую основу и были добавлены разные наночастицы, в частности, оксидов кремния и алюминия.

«Оказалось, что добавка наночастиц в малых концентрациях ухудшает смачиваемость гелей при взаимодействии с горной породой и увеличивает межфазное натяжение, а при больших концентрациях, наоборот, улучшает смачиваемость и снижает поверхностное натяжение. При прочих равных условиях наночастицы оксида кремния оказывают большее влияние на характеристики смачиваемости и межфазное натяжение по сравнению с наночастицами оксида алюминия», — добавили в министерстве.