Пермские политехники разработали полимерный гель, повышающий эффективность добычи нефти
При добыче нефти на месторождениях есть два основных вида скважин: добывающие и нагнетательные. Первые нужны для добычи нефти, а вторые – для нагнетания в пласт воды, которая увеличивает давление, продвигая нефть к скважине. Однако из-за трещин и проницаемости горных пород вода может прорываться в добывающую скважину, происходит обводнение, что приводит к снижению эффективности добычи нефти и увеличивает время нефтедобычи.
Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) нашли способ решить эту проблему, разработав полимерный гель, который блокирует трещины в горных породах.
Напомним, ПНИПУ является участником Пермского НОЦ, одно из основных направлений деятельности которого – «Углеводороды». Вуз при этом активно задействован в реализации ряда технологических проектов, в том числе «Технологии повышения коэффициента извлечения нефти для трудноизвлекаемых запасов».
Способ полимерного заводнения актуален из-за простоты использования, доступности, низкой стоимости и отработанной технологии. Состав композиции должен быть достаточно вязким, чтобы закупорить пористый пласт, но при этом жидким в начале закачки для лучшего проникновения в трещины породы. Сроки его гелеобразования или затвердевания также должны регулироваться.
Существующие композиции не всегда отвечают необходимым требованиям для качественного заводнения скважины.
Ученые кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ подобрали оптимальный состав компонентов гелевой композиции для блокировки трещин в пластах. В качестве основы выбрали полиакриламид, технические лигносульфонаты, соляную кислоту и хлорид магния.
Из всей группы полимеров был выбран полиакриламид марки ДП9-8177 – из-за его загущающих свойств, хорошей проницаемости и адаптации к среде. Соляная кислота в растворе вступает в реакцию с карбонатными породами, и происходит сшивка раствора в порах и трещинах. Хлорид магния позволяет регулировать вязкость и скорость гелеобразования для более глубокого проникновение состава в пласт. А лигносульфонаты используются для хорошего сцепления с горными породами.
Ученые постепенно смешивали продукты и экспериментировали с содержанием того или иного компонента. Выяснилось, что, меняя их концентрации, можно получать системы с разным уровнем вязкости и разным временем гелеобразования (от 30 минут до 20 часов).
Для проверки эффективности работы полимерных составов политехники провели эксперименты с образцами горной породы. Сначала насыщали их в вакууме пластовой водой, а затем обеспечивали давление, которое соответствует реальным пластовым условиям, и в режиме постоянного потока закачивали раствор. Результаты показали, что он практически полностью блокирует проницаемость.
Владимир Поплыгин, ведущий научный сотрудник кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ:
– Мы выяснили, что полученный гель на 99% закрывает поры и каналы у высокопористых образцов. Состав закупоривает трещины и неглубоко проникает в породу с низкой проницаемостью. В течение суток образовывается гелеобразная структура, которая блокирует движение пластовой воды по трещинам.
Новый состав полимерного геля, предложенный учеными ПНИПУ, перспективен для использования в нагнетательных скважинах. С его помощью оптимизируется направление движения воды по пласту и повышается нефтеотдача.
