Главная – Журналы – Химия в интересах устойчивого развития 2025 номер 1

Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений зачастую сопровождается непредвиденными осложнениями, для ликвидации которых требуется проведение качественных ремонтно-изоляционных работ (РИР). В работе рассмотрены пути повышения эффективности проведения РИР в нефтяных и газовых скважинах с применением гелеобразующих тампонажных материалов. Предлагается использование различных гидрофильных и гидрофобных дисперсных и волокнистых наполнителей на основе полиакриламида и комплексного органического сшивателя в гидрогелях с целью улучшения их реологических свойств и увеличения блокирующей способности. Полученные таким образом органо-неорганические композиты демонстрируют разнообразие реологических свойств, что позволяет выбирать необходимые гелевые композиции для решения тех или иных задач РИР. Представлены результаты реологических (осцилляционных) и фильтрационных исследований, а также опытно-промысловых испытаний составов. В качестве дисперсных наполнителей при проведении осцилляционных исследований были использованы хризотил, черная сажа, гидрофильный нанокремнезем и механоактивированные древесная мука, шелуха риса, гидролизный лигнин. Среди волокнистых наполнителей рассмотрены полипропиленовая фибра, базальтовые и углеродные волокна. По результатам осцилляционных исследований определены величины модулей упругости (G') и вязкости (G''), точки кроссовера и линейного диапазона измерения для каждого из составов. Достигнуто увеличение модуля упругости до 48 % (G' = 53.3 Па) при добавлении черной сажи и до 50 % (G' = 54.2 Па) для состава с хризотилом и углеродным волокном по сравнению с базовым гидрогелем без наполнителей (G' = 36.1 Па). Добавление гидрофильного нанокремнезема позволило увеличить предел текучести (точка кроссовера) более чем на 300 % (до 210.4 Па). Фильтрационные исследования выполнены на модели идеальной трещины различной раскрытости (50, 100, 650 мкм) с использованием естественных образцов керна. Установлено, что при фильтрации воды гидрогель с добавками хризотила и полипропиленовой фибры имеет больший фактор остаточного сопротивления (ФОС = 167) в трещине с раскрытостью 100 мкм по сравнению с базовым гидрогелем (ФОС = 136) в трещине 50 мкм. При блокировании газонасыщенной модели идеальной трещины максимальный ФОС составил 2677. Опытно-промысловые испытания состава с дисперсным и волокнистым наполнителями для ликвидации катастрофических поглощений при бурении и проведении РИР прошли успешно.