Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) предложили использовать отечественные нановолокна для повышения качества растворов, применяемых при бурении нефтегазовых скважин в вечной мерзлоте. Добавка позволит повысить эффективность бурения, уменьшит износ оборудования и экологический ущерб от добычи. Результаты опубликованы в журнале Journal of Molecular Liqiuds. Научно-исследовательские работы выполнены в рамках одного из приоритетных направлений деятельности НОЦ «Енисейская Сибирь» – новые промышленные технологии.
Разработка нефтегазовых месторождений в Арктике и ряде прилегающих регионов затруднена из-за сложных горно-геологических и климатических условий, отметили специалисты. По их словам, эффективное развитие отрасли в этом регионе требует новых технологических решений.
Буровые растворы на водной основе, используемые при строительстве большинства нефтегазовых скважин, малопригодны в условиях вечной мерзлоты, сообщили ученые: безвозвратные потери раствора при бурении достаточно велики, а от воды оттаивает ствол скважины, что ведет к ее быстрому разрушению.
Как объяснили специалисты, в условиях Арктики намного эффективнее растворы на углеводородной основе, которые, в отличие от водных, позволяют избежать излишнего набухания глинистых отложений, сильно затрудняющих процесс бурения, а также некоторых других проблем.
Ученые СФУ предложили использовать нановолокна оксида алюминия для улучшения свойств буровых растворов на углеводородной основе. По их словам, такая добавка позволит снизить износ оборудования и потери раствора, а также поможет эффективнее выкачивать из скважины выбуренную породу.
«Буровой раствор с добавлением нановолокон может обеспечить стабильность ствола скважины не только в вечной мерзлоте, но и в сланцевых пластах, а также уменьшить воздействие на окружающую среду, исключив использование стандартных токсичных химических реагентов в буровом растворе», – рассказал научный сотрудник лаборатории физико-химических технологий разработки трудноизвлекаемых запасов углеводородов СФУ Максим Пряжников.
Предложенные нановолокна представляют собой уникальный кристаллический материал нового поколения, обладающий сверхвысокой механической прочностью и образующий стабильные дисперсии, рассказали исследователи.
Результаты испытаний показали, что в оптимальном диапазоне концентраций использованные нановолокна не только существенно облегчают откачку выбуренной породы, но и уменьшают коэффициент трения и в 2,5 раза снижают потери раствора.
По словам учёных СФУ, они также всесторонне исследовали влияние нановолокон оксида алюминия на различные свойства буровых растворов на углеводородной основе.
Источник: sfu-kras.ru