Применение гелевых составов:
- выравнивание профиля приёмистости нагнетательных скважин - за счет перераспределения потоков закачиваемой воды;
- блокирование высокопроницаемых обводнённых зон пласта - за счет создания фильтрационных барьеров для воды;
- перераспределение фильтрационных потоков - за счет перенаправления воды в низкопроницаемые нефтенасыщенные пропластки;
- снижение обводнённости продукции добывающих скважин;
- увеличения охвата пласта заводнением - за счет вовлечения в разработку ранее неохваченных зон.
- гидрогели - полимерные гели различной природы. Это трёхмерные полимерные сетки, способные набухать и удерживать большие объёмы воды до 99 % массы. Могут содержать набухающие в воде частицы сшитых полимеров. Технологии синтеза гидрогелей: введение бифункционального мономера на стадии полимеризации, термообработка полиакриламида (ПАА), радиационная сшивка порошкообразных ПАА. Если по-простому: закачивают маловязкий раствор полимера в нагнетательную скважину, сшивают макромолекулы в пластовых условиях (под действием температуры, pH, солей металлов и т. д.), образуется пространственная гелевая структура, происходит набухание геля в водной фазе с увеличением объёма в 10–100 раз, высокопроницаемые каналы блокируются, вода перенаправляется в нефтенасыщенные зоны, увеличивается охват пласта заводнением и снижается обводнённость;
- силикатные гели - образуются при подкислении щелочных растворов силиката натрия. При продвижении по пласту крошатся, образуя микрогелевые агломераты до 27 мкм с вязкоупругими свойствами;
- термотропные гелеобразующие системы - маловязкие растворы на поверхности, превращаются в гели в пластовых условиях под действием температуры. Время гелеобразования - от нескольких минут до нескольких суток в интервале температур 10–320 оC;
- предварительно сшитые полимерные гели (PPG - preformed particle gel) - суспензия частиц предварительно сшитого геля. После набухания частицы образуют упругую массу, закрывающую перетоки в высокопроницаемых зонах;
- дисперсные гелевые частицы (DPG) - система частиц, образованная механическим сдвигом высушенного геля на поверхности. Проникают в высокопроницаемые зоны пласта и при контакте с водой тоже набухают, но не растворяются, формируя полимерную пробку;
- наноструктурированные гели типа «гель в геле» - системы с двумя гелеобразующими компонентами (полимерным и неорганическим), которые образуют в пласте связнодисперсные наноразмерные структуры. Такие структуры обладают улучшенными реологическими характеристиками (вязкость, упругость) и структурно-механическими свойствами по сравнению с гелями, содержащими только один гелеобразующий компонент;
- гелеосадкообразующие и геле‑дисперсные системы - гибридные составы, сочетающие свойства геля с дисперсными материалами и осадкообразующими композициями. Эффективны в трещиновато‑пористых коллекторах для выравнивания профиля приёмистости скважин, потокоотклонения и ограничения водопритока. В пластовых условиях одновременно образуются гель и осадок. Гель создаёт структурную сетку, а осадок заполняет поры и трещины, усиливая блокирующий эффект.
- по природе полимера:
- синтетические (полиакриламид, поливиниловый спирт, эфиры целлюлозы),
- природные (альгинаты, хитозан, карбоксиметилцеллюлоза, крахмалы);
- по типу сшивки:
- химически сшитые (ковалентные связи) - имеют высокую механическую прочность, устойчивость к вымыванию,
- физически сшитые (водородные связи, ионные взаимодействия, гидрофобные ассоциации) - имеют обратимость свойств при изменении условий;
- по чувствительности к внешним факторам:
- рН‑чувствительные - реагируют на изменение кислотности среды,
- термотропные - гелеобразование при определённой температуре,
- ионочувствительные - сшивка происходит в присутствии ионов металлов,
- мультистимул‑чувствительные (мультиреспонсивные) гели - «умные» полимерные системы, способные изменять свои свойства (вязкость, прочность, объём) в ответ на воздействие нескольких внешних факторов одновременно. Используются для воздействия на неоднородные пласты, особенно на поздних стадиях разработки.
