• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
18 июня
ПНИПУ
170

Состав из цемента и «сшитого» полимера пермских ученых предотвратит катастрофические осложнения при строительстве скважин

4.4

Строительство нефтяных скважин происходит с помощью бурения горной породы. Специальная техника разрушает ее слои и образует отверстие, через которое позже добывают полезные ископаемые. Для промывки скважины и инструмента от частиц породы (шлама) используют буровой раствор, который под сильным давлением вымывает все лишнее. Но из-за того, что пласт содержит трещины, часто жидкость уходит в них, а не поднимается по скважине. В результате пласт поглощает в себя большой объем бурового раствора. Если его потеря становится слишком значительной, то это называют катастрофическим поглощением. Оно приводит к остановке строительства и большим затратам на исправление ситуации. Сейчас применяются различные составы, которые изолируют трещиноватые пласты, но ни один из них не эффективен для сильных поглощений. Ученые ПермНИПИ нефть и Пермского Политеха разработали новый изоляционный материал на основе цемента и «сшитого» полимера. Такая комбинация адаптируется к особенностям структуры пласта и предотвращает осложнения при строительстве скважин.

Состав из цемента и «сшитого» полимера пермских ученых предотвратит катастрофические осложнения при строительстве скважин / © Euclio Drusus, Getty images

Статья опубликована в журнале «Записки горного института. Геотехнология и инженерная геология». Исследования выполнены при поддержке Министерства науки и высшего образования России. В процессе бурения в скважину под сильным давлением подается специальная промывочная жидкость, которая очищает от частиц выбуренной породы и охлаждает нагревающийся инструмент.

Поток бурового раствора должен быть непрерывным, однако если он попадает в большие пустоты и трещины в породе, то нарушается его циркуляция, ухудшается промывка скважины, расходуется время и материалы на приготовление новых объемов жидкости. Поглощение становится катастрофическим при значительном расходе бурового раствора – более 15 кубических метров в час. Такое характерно для пород с наличием больших карстовых провалов и крупных трещин в пласте. Такие поглощения часто встречаются на месторождениях республики Коми и Западной Сибири.

Низко- и среднеинтенсивные поглощения успешно изолируются с помощью стандартных технологий. Изоляция же катастрофических зон достигается за счет постепенного заполнения пустотного пространства тампонажными (перекрывающими) материалами, например, на основе цемента. Но их применение не всегда эффективно, так как цементный раствор под действием гравитации сильно растекается, не закупоривая трещины. Из-за этого для достижения нужного результата приходится проводить много таких операций и закачивать в скважину большой объем материала, что финансово невыгодно.

Повышение вязкости, исключающее растекание, характерно для составов на основе сшитых полимеров (их молекулы «сшиваются» между собой, образуя более плотную связанную структуру). Они создают упругий гель без водоотдачи и способны адаптироваться к различному объему канала. Но под действием давления затвердевшая структура такого геля разрушается. Получается, на сегодняшний день ни один из известных изоляционных составов не обеспечивает эффективную блокировку зон высокоинтенсивных поглощений.

Ученые филиала ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «ПермНИПИнефть» и Пермского Политеха разработали новый состав, объединив свойства сшитого геля и цементного раствора. Он предотвращает растекание материала, выдерживает давление, возникающее при строительстве скважины, а также способен адаптироваться к структуре трещиноватого пространства пласта.

Механизм заполнения пустотного пространства предложенным тампонажным составом СТИМ / © Александр Мелехин, пресс-служба ПНИПУ

«Наш сшивающийся тампонажный изоляционный материал (СТИМ) – это комбинация цемента и «сшитого» полимера. После смешивания состав проходит три фазовых перехода: в скважину он закачивается как жидкость и в таком же состоянии движется по бурильным трубам. В нижней части колонны происходит «сшивка», и в зону поглощения состав попадает уже в упругом состоянии, что не дает ему растекаться по трещиноватой полости. После материал затвердевает и набирает прочность, которая позволяет ему противостоять гидродинамическим давлениям, возникающим при последующем процессе строительства скважины», – объясняет аспирант кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ Андрей Предеин.

«Необходимые свойства обеспечиваются за счет использования базового состава (цемент, жидкость затворения, функциональные добавки) и полимера. Такая комбинация позволяет нам получить однородную смесь, у которой плотность и время загустевания могут быть подобраны в соответствии с конкретными геолого-технологическими условиями путем добавления обычных добавок к цементу – реагентов замедлителей», – поделился доцент кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ, кандидат технических наук Александр Мелехин.

По словам ученых филиала ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «ПермНИПИнефть» и Пермского Политеха, разработанный состав соответствует всем требованиям для изоляции зон катастрофических поглощений, а также отличается коротким сроком схватывания (пять минут) и устойчивостью к размыву в условиях движения пластовых вод. Его применение позволит значительно сократить объемы закачанных изоляционных составов, а также сроки борьбы с осложнениями при строительстве скважин. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 14:02
Татьяна

Больше 10 лет Curiosity ищет свидетельства обитаемости Марсе. В его арсенале — инструменты для анализа горных пород и минералов, сформированных в эпохи, когда Красная планета была пригодна для органической жизни. И вот новое открытие: на пути к пику Шарп в ударном кратере Гейла марсоход впервые обнаружил кристаллы серы — необходимого строительного элемента белков.

17 июля
Игорь Байдов

Команда китайских инженеров разработала модель магнитоэлектрического генератора, способного эффективно преобразовывать энергию падающих капель в электричество. Устройство может быть полезно для районов с повышенной сезонной влажностью. Разработка ученых в теории выглядит перспективно, но вызывает некоторые вопросы. В частности, пока не ясно, можно ли найти ей практическое применение.

Вчера, 11:31
ПНИПУ

День металлурга в 2024 году россияне отмечают 21 июля. Ученые Пермского Политеха рассказали, какой металл самый распространенный, какой — не утонет в воде, где можно встретить титан, можно ли потрогать обедненный уран, что опаснее — вдохнуть или проглотить ртуть, есть ли ее безопасный аналог и какой элемент не существует в чистом виде.

15 июля
Александр Березин

Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.

16 июля
Александр Березин

Традиционное представление о роли человека в земных экосистемах известно: он нарушает их нормальную работу и снижает биоразнообразие. Однако первая попытка изучить следы пыльцы за последние 12 тысяч лет принесла скорее противоположные данные — как минимум для континентов, полностью расположенных в Северном полушарии.

16 июля
Татьяна

Аппарат «Кассини», работавший на орбите Сатурна с 2004 по 2017 год, детально картировал его крупнейший спутник — Титан. Выяснилось, что ближе к полярным областям на поверхности есть моря и озера с жидкими углеводородами, куда впадают пополняемые атмосферными осадками реки. По мере изучения этой информации у исследователей возникло все больше вопросов. Каков состав жидкости и что определило очертания береговых линий? Воспользовавшись данными радарной съемки, американские ученые уточнили состав морей Кракена, Лигеи и Пунги и описали свойства их поверхностей.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно