Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Российские исследователи разработали самовосстанавливающийся цемент для защиты нефтяных скважин
Сегодня большая часть месторождений в России страдает от преждевременной обводненности. Это означает, что на поверхность вместе с нефтью поднимается значительное количество воды. Главная причина этой проблемы — разрушение цементного камня, который находится вокруг скважины и обеспечивает ее герметичность. В результате различных нагрузок в нем образуются микротрещины, через которые вода начинает перетекать и постепенно обводнять нефть. Однако существующие материалы, которыми сегодня цементируют скважины, не всегда обеспечивают долговечную герметичность. Ученые Пермского Политеха разработали уникальные для России материалы, которые обеспечат качественную защиту скважин от преждевременного обводнения.
Представьте, что вы качаете из колодца не чистую воду, а смесь, где на каждую каплю полезной жидкости приходится почти целый стакан ненужной примеси. Примерно так сейчас работают многие нефтяные скважины в России. Основной проблемой отрасли сегодня считается их высокая обводненность.
Это значит, что вместо чистой нефти из недр добывается большое количество пластовой воды. По последним данным, в среднем по стране из скважин добывают жидкость, которая на 85% состоит из воды и лишь на 15% — из нефти, что приводит к снижению эффективности добычи.
Такая ситуация напрямую бьет по экономике, снижая общие объемы, а главное — многократно увеличивая затраты. Десятки миллионов рублей ежемесячно компании вынуждены тратить не на поиск новых месторождений или модернизацию технического оборудования, а на сбор и утилизацию этой воды.
Одной из основных причин, по которой происходит обводнение, является потеря герметичности из-за постепенного разрушения цементного слоя, который находится между горными породами и скважиной. При строительстве ее стенки цементируют, чтобы создать прочный изолирующий барьер, одной из основных задач которого является предупреждение поступления воды в скважину. Однако со временем в этом цементном слое появляется множество микротрещин. Через эти повреждения вода начинает поступать в скважину, что и приводит к обводнению.
Для предотвращения подобных явлений при строительстве скважин на сегодняшний день применяются буферные жидкости для очистки стенок и цемент для создания газо- и водонепроницаемого барьера. Проблема в том, что эти материалы не гарантируют долгосрочной герметичности. Так, промывочные жидкости могут оставлять на стенках скважины трудно отмываемую пленку. Из-за этого цементный раствор, который далее закачивается в скважину и превращается в камень, плохо сцепляется с поверхностью. Обычные цементы также не устраняют появляющиеся под нагрузками микротрещины. Это нарушает герметичность всей скважины, и пластовая вода начинает проникать в нее.
Решение этой проблемы нашли ученые Пермского Политеха. Они создали новую систему буферных жидкостей и самовосстанавливающийся цемент, которые защитят скважины от преждевременного обводнения. Статья опубликована в журнале International Journal of Engineering, Transactions A: Basics.
Долговечность работы скважины зависит от подготовки ее поверхности перед цементированием. Поэтому вместо одной «очищающей» жидкости ученые создали систему последовательной обработки из трех составов. Первый растворяет и смывает все загрязнения. Второй покрывает очищенную поверхность специальной пленкой и подготавливает ее для дальнейшей обработки. Третий содержит мельчайшие частицы, которые оседают на покрытии и обеспечивают максимальное сцепление с цементом.
Но даже хорошо подготовленная поверхность не гарантирует защиты, если сам изоляционный слой со временем разрушается. Поэтому параллельно исследователи разработали специальный цемент с функцией самовосстановления. Для этого ученые модифицировали состав специальными добавками. Одна из них при попадании воды в трещину вступает с ней в химическую реакцию, растворяясь и заполняя повреждение. Другая добавка разбухает, увеличивается в объеме и перекрывает зазор. Такой состав может полностью перекрыть искусственно созданную трещину всего за 14 часов, в то время как традиционные добавки не способны ее перекрыть.
— 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.
Предложенные материалы эффективны, поскольку на рынке России сегодня нет таких аналогов, которые бы комплексно решали проблему очистки скважины и ее защиты от обводнения. Новую систему можно внедрять на месторождениях для повышения защиты скважин в условиях высоких нагрузок — например, на тех, где планируются работы по проведению гидроразрыва пласта.
Важно, что разработка актуальна для России, поскольку может существенно снизить риск преждевременного обводнения и повысить экономическую эффективность добычи на сложных объектах.
Telegram 
Дзен 
VK Морские биологи впервые детально задокументировали процесс родов у диких кашалотов. Анализ видеозаписей и акустических сигналов показал, что самки из разных родственных линий временно объединяются, чтобы по очереди выталкивать новорожденного на поверхность для дыхания. Это первое доказательство взаимопомощи при родах между неродственными особями у видов, не относящихся к приматам.
Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова более десяти лет изучают уникальные свойства кефирных зерен — природных симбиотических сообществ микроорганизмов, собранных в высокогорных районах Кавказа. Исследования показывают, они могут стать основой для новых методов лечения кишечных заболеваний, восстановления иммунитета и даже создания космического питания.
Квантовые эффекты помогают ученым во множестве сфер, но работать с ними не просто — степень определенности квантового мира концептуально отличается от того, что существует в классической физике. Чтобы подтвердить, что они работают с нужными квантовыми состояниями, физикам приходится постараться.
Морские биологи впервые детально задокументировали процесс родов у диких кашалотов. Анализ видеозаписей и акустических сигналов показал, что самки из разных родственных линий временно объединяются, чтобы по очереди выталкивать новорожденного на поверхность для дыхания. Это первое доказательство взаимопомощи при родах между неродственными особями у видов, не относящихся к приматам.
Во время нейроанатомического исследования тканей полового члена ученые выявили высокую плотность нервных окончаний в области, которую анатомы и хирурги долгое время оставляли без должного внимания. Авторы научной работы предположили, что эта зона может играть важную роль в формировании сексуальных ощущений, и допустили, что именно там у мужчин находится аналог так называемой «точки G».
Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова более десяти лет изучают уникальные свойства кефирных зерен — природных симбиотических сообществ микроорганизмов, собранных в высокогорных районах Кавказа. Исследования показывают, они могут стать основой для новых методов лечения кишечных заболеваний, восстановления иммунитета и даже создания космического питания.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
За 10 лет лежания в почве сигаретные фильтры не растворились, а лишь замаскировались под грязь. Их пластиковые волокна распались на микрочастицы, намертво склеились с минералами и превратились во вторичный микропластик. Более того, на пятом году гниения мусор начал отравлять землю с новой силой.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно