В Пермском Политехе создали самовосстанавливающийся цемент для нефтяных скважин

Пермь, 20 фев - ИА Neftegaz.RU. Ученые Пермского Политеха (ПНИПУ) разработали комплекс материалов, которые должны повысить герметичность скважин и защитить их от преждевременного обводнения.
Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале «International Journal of Engineering, Transactions A: Basics», и в материалах пресс-службы вуза.

Проблема высокой обводненности заключается в том, что на поверхность вместе с нефтью поднимается большое количество пластовой воды. По последним данным, в среднем по стране добываемая жидкость состоит из воды на 85% и лишь на 15% - из нефти. Такая ситуация снижает эффективность добычи и наносит экономический ущерб, вынуждая компании тратить десятки млн руб. ежемесячно не на развитие, а на сбор и утилизацию воды.

Основной причиной поступления воды в скважину является потеря герметичности цементного слоя, который изолирует ствол от горных пород. При строительстве стенки цементируют для создания барьера, но со временем в камне появляются микротрещины. Через эти повреждения пластовая вода начинает поступать внутрь, что и приводит к обводнению.

Существующие материалы для цементирования не гарантируют долгосрочной защиты. Промывочные буферные жидкости могут оставлять на стенках трудно отмываемую пленку, из-за чего цементный камень плохо сцепляется с поверхностью. Обычные цементы также не способны устранять микротрещины, возникающие под нагрузками.

Решение, предложенное учеными ПНИПУ, включает два компонента. Первый - это система из трех буферных жидкостей для последовательной обработки стенок скважины. Первый состав смывает загрязнения, второй покрывает поверхность специальной пленкой, а третий содержит микрочастицы, которые обеспечивают максимальное сцепление с цементом.

Второй компонент - самовосстанавливающийся цемент, модифицированный специальными добавками. При попадании воды в трещину одна из добавок вступает с ней в химическую реакцию, заполняя повреждение. Другая добавка разбухает в объеме и механически перекрывает зазор.

Как пояснил младший научный сотрудник кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ В. Дерендяев, лабораторные испытания подтвердили эффективность разработки. Система буферных жидкостей увеличила прочность сцепления цемента с поверхностью в 4 раза по сравнению с применяемыми сегодня составами. Разработанный цемент способен полностью перекрыть искусственно созданную микротрещину всего за 14 ч, тогда как традиционные добавки не справляются с этой задачей.

Подчеркивается, что на российском рынке отсутствуют аналоги, которые комплексно решали бы проблемы очистки скважины и ее последующей защиты от обводнения. Новую технологию планируется внедрять на месторождениях, работающих в условиях высоких нагрузок, например, там, где проводят гидроразрыв пласта. Разработка актуальна для России, так как способна снизить риск обводнения и повысить экономическую эффективность добычи на сложных объектах.

Цементирование скважин - один из ключевых этапов строительства, от которого зависит долговечность и безопасность всей конструкции. Качество изоляции межтрубного пространства напрямую влияет на возможность длительной и безаварийной эксплуатации месторождения, предотвращая не только обводнение, но и межпластовые перетоки флюидов.


Автор: А. Шевченко