Нанотехнологии в нефтедобыче. Ученые СФУ разработали улучшенные гели для гидроразрыва пласта

Ученые Института нефти и газа Сибирского федерального университета (СФУ) изучили влияние нанодобавок на свойства гелей, используемых в процессе гидроразрыва нефтеносных пластов. В ходе исследования было выявлено, что добавление наночастиц существенно улучшает характеристики этих гелей, делая их более вязкими, термоустойчивыми и способными быстрее проникать в породу. Это открытие может значительно повысить эффективность нефтедобычи и снизить экологическую нагрузку.

Гидравлический разрыв пласта (ГРП) — это метод усиления работы нефтяных и газовых скважин, при котором в породе создаются трещины для увеличения притока углеводородов. В процессе ГРП используются специальные гели, которые нагнетаются в скважину под высоким давлением. Ученые СФУ предложили добавлять в эти гели наночастицы оксида кремния, оксида алюминия, углеродных нанотрубок и нановолокон, что позволяет значительно улучшить их свойства.

«Использование наночастиц позволяет сделать гели более подходящими для конкретных условий пласта, улучшая их вязкость и термоустойчивость.»

• Владимир Жигарев, научный сотрудник лаборатории физико-химических технологий разработки трудноизвлекаемых запасов углеводородов СФУ

Исследование показало, что добавление наночастиц в малых концентрациях увеличивает межфазное натяжение и снижает смачиваемость гелей, что способствует более быстрому проникновению геля в пласт. При более высоких концентрациях наночастицы улучшают смачиваемость и снижают поверхностное натяжение. Особенно сильное влияние на характеристики гелей оказали наночастицы оксида кремния и углеродные нанотрубки, которые увеличили водоотталкивающие свойства гелей и межфазное натяжение на 30% при концентрации всего 0,05-0,1%.

Эти улучшения могут не только повысить эффективность добычи нефти, но и сократить использование дорогих химических реагентов, что делает процесс более экономичным и экологичным. Однако для выхода усовершенствованных гелей на рынок необходимы опытно-производственные испытания в полевых условиях, которые планируются в ближайшем будущем.

Внедрение этих новых гелей, улучшенных с помощью наночастиц, может существенно снизить экологическую нагрузку на нефтедобывающие кластеры, благодаря снижению количества используемых химикатов и повышению эффективности процесса добычи нефти.

Источник: Минобрнауки