Учёные Пермского Политеха (ПНИПУ) разработали уникальный самовосстанавливающийся цемент для защиты нефтяных скважин. Новые материалы призваны решить проблему преждевременного обводнения месторождений, из-за которой на поверхность вместе с нефтью поднимается огромное количество воды. Об этом интернет-газете «ЖУК» сообщили в пресс-службе ПНИПУ.
Сейчас средняя обводненность скважин в России достигает 85%. Это означает, что добываемая жидкость состоит из воды на 85% и лишь на 15% — из нефти. Такая ситуация кратно увеличивает затраты компаний, которые вынуждены тратить миллионы рублей не на развитие, а на утилизацию пластовой воды.
Главная причина обводнения — микротрещины в цементном камне, который изолирует скважину от горных пород. Со временем из-за нагрузок целостность барьера нарушается, и вода начинает просачиваться в скважину. Существующие материалы не гарантируют долговечной герметичности: промывочные жидкости оставляют пленку, ухудшающую сцепление, а обычный цемент не может заделать возникающие дефекты.
Учёные ПНИПУ предложили комплексное решение. Во-первых, это система из трех буферных жидкостей для подготовки стенок скважины: первый состав смывает загрязнения, второй создает специальное покрытие, а третий обеспечивает максимальное сцепление с цементом.
Во-вторых, это самовосстанавливающийся цемент. Он содержит две специальные добавки. Когда в цементном камне образуется трещина и туда попадает вода, одна добавка вступает с ней в химическую реакцию, растворяясь и заполняя повреждение. Другая добавка разбухает, увеличиваясь в объеме, и полностью перекрывает зазор.
«Лабораторные испытания показали конкретные преимущества нового решения. Во-первых, система буферных жидкостей обеспечила увеличение прочности сцепления с цементом в 4 раза по сравнению с применяемыми сегодня составами. Во-вторых, был создан самовосстанавливающийся цемент, который полностью перекрывал микротрещину всего за 14 часов», — объяснил Вадим Дерендяев, младший научный сотрудник кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ.
Разработка актуальна для России, так как аналогов, которые бы комплексно решали проблемы очистки и защиты скважин от обводнения, на рынке страны сегодня нет. Новую систему планируют внедрять на месторождениях с высокими нагрузками, в том числе там, где проводят гидроразрыв пласта. Это позволит снизить риск преждевременного обводнения и повысить экономическую эффективность добычи, особенно на сложных объектах.
Проблема парафиновых отложений знакома нефтедобытчикам не меньше, чем обводнение скважин. Ранее учёные Пермского Политеха создали погружное устройство-дозатор, которое позволяет точечно подавать реагенты прямо в зону образования пробок. Это исключает необходимость остановки скважины для очистки, повышает эффективность химии в 2-3 раза и снижает её перерасход на 15-30%.