Ученые «ПермНИПИнефти» и Пермского Политеха разработали новый изоляционный материал на основе цемента и «сшитого» полимера для промывки нефтяных скважин при бурении. Буровой раствор адаптируется к особенностям структуры пласта и предотвращает осложнения при строительстве скважин.
Как отмечает пресс-служба Пермского Политеха, поток промывочного бурового раствора, подаваемого в скважину под сильным давлением, 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. Данные проблемы характерны для пород с наличием больших карстовых провалов и крупных трещин в пласте, часто встречаемых на месторождениях Республики Коми и Западной Сибири.
Низко- и среднеинтенсивные поглощения изолируются обычно с помощью стандартных технологий, изоляция же катастрофических зон достигается за счет постепенного заполнения пустотного пространства тампонажными (перекрывающими) материалами, например, на основе цемента. Цементный раствор под действием гравитации растекается, поэтому требуется закачивать в скважину большой объем материала.
Повышению вязкости раствора способствуют особые полимеры, чьи молекулы «сшиваются» между собой, образуя более плотную связанную структуру. Такой состав представляет собой упругий гель, характеризующийся повышенной вязкостью, которая исключает растекание, однако под действием давления затвердевшая структура такого геля разрушается.
Пермские ученые в своей новой разработке объединили 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. Как отмечает один из исследователей, аспирант кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ Андрей Предеин, 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.
Применение «сшивающегося» тампонажного изоляционного материала позволит значительно сократить объемы закачанных изоляционных составов, а также сроки борьбы с осложнениями при строительстве скважин.