|
|
 |
|
|
 |
Ученые России и Китая впервые создали «умный» гель для бурения без остановок
Ученые ПНИПУ совместно с исследователями из Китая и Саудовской Аравии впервые в мире создали гель, который ликвидирует утечки раствора прямо в процессе бурения. Он в 1,5 раза прочнее аналогов, при этом перекрывает до 90 % трещин.
Статья опубликована в международном журнале «Гели».
Чтобы построить нефтяную или газовую скважину и добраться до углеводородного пласта, инженеры должны сначала пробурить тысячи метров горных пород с помощью специального оборудования и бурового раствора. Эта жидкая химическая смесь выполняет сразу несколько важных функций: она охлаждает раскаленное долото, смазывает механизмы и, самое главное, создает давление на стенки скважины, не давая им обрушиться.
Проблема в том, что горная порода не однородна и в ней встречаются зоны с большим количеством трещин и пустот. Через них при бурении раствор уходит глубоко в землю, а не остается в скважине. В некоторых пластах его потери могут достигать более 10 % от объема закачки, а это тысячи кубометров дорогостоящей жидкости.
В итоге нефтегазовые компании постоянно несут убытки не только из-за перерасхода реагентов, но и из-за простоев. Инженеры каждый раз останавливают технику для ликвидации утечки, а значит, теряют объемы нефти или газа. Ежегодные убытки компаний при этом могут достигать сотен миллионов рублей на одном месторождении.
Для борьбы с утечками используются специальные материалы — цементные растворы или полимерные гели. Однако эти составы застывают либо слишком рано, мешая работе бурового инструмента, либо поздно, так и не перекрыв трещину. В итоге бурение регулярно приходится останавливать, а компании снова несут убытки.
Ученые Пермского Политеха совместно с исследователями из Китая и Саудовской Аравии впервые в мире создали «умный» гель, который позволяет бурить скважины без остановок. Он превращается в сверхпрочный полимер именно в тот момент, когда достигает зоны утечки. В сравнении с аналогами он в 1,5 раза прочнее и перекрывает до 90 % трещин, а значит, до минимума сокращает простои техники и позволяет компаниям экономить сотни миллионов рублей.
Главный компонент геля — вещество на основе алюминия, которое способно превращать жидкость в прочный полимер. Чтобы защитить его от агрессивной среды, ученые соединили его с оксидом цинка. Этот порошок играет роль защитной оболочки: он не дает компоненту вступить в преждевременную реакцию, пока температура вокруг низкая. Это значит, что как только гель попадает в глубокие горячие пласты, связи между оксидом цинка и алюминием постепенно разрушаются, и активное вещество высвобождается и превращается в прочный гель. Так, под воздействием нагрева состав превращается в прочный гель ровно там, где надо, позволяя устранить утечки без прекращения добычи.
— Чтобы проверить, насколько эффективно работает новое решение, мы провели серию экспериментов. Для этого использовали стеклянные трубки, заполненные кварцевым песком, который имитирует трещиноватую породу. Сначала через образцы пропускали воду, измеряя их проницаемость, затем закачивали гель и оставляли его при разных температурах — от 30 до 90 градусов Цельсия, что соответствует условиям глубоких скважин, — рассказал Сергей Чернышов, заведующий кафедрой «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ, доктор технических наук.
Результаты показали, что гель сохранял текучесть более двух часов — этого времени достаточно, чтобы безопасно доставить его к месту утечки без риска закупорить насосное оборудование. Полное затвердевание происходило примерно через три часа.
— В ходе экспериментов гель обеспечил эффективность перекрытия свыше 90 %. Он также выдерживает напор жидкости в 1,5 раза лучше аналогов, то есть прочнее изолирует трещину и не пропускает раствор даже под сильным давлением. При этом по температурной стойкости новый гель работает до 120 °C, тогда как большинство существующих решений разрушаются уже при 80-90 °C. Благодаря таким свойствам его можно применять в более глубоких и горячих скважинах, — поясняет Хуаджи Лиу, доктор наук, профессор школы нефтегазового инжиниринга Китайского Нефтяного Университета г. Циндао.
Созданный материал не только прочнее аналогов, но и дешевле в производстве благодаря использованию доступного оксида цинка вместо дорогостоящих микрокапсул или синтетических добавок, которые часто берут за основу в полимерных гелях. Кроме того, он безопасен для окружающей среды, так как не содержит токсичных соединений и не требует утилизации.
Использование такого геля позволит эффективно закупоривать трещины и пустоты прямо в процессе бурения. Это сократит постоянные убытки компаний от перерасхода дорогостоящего раствора и простоев оборудования — экономия для компаний в таком случае может составить сотни миллионов рублей в год. При этом разработка снизит риски серьезных аварий от обрушения стенок скважин или поломок техники, что сделает добычу нефти и газа более безопасной и выгодной.
Контактное лицо: Макарова Татьяна Андреевна (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 22:16, 04.10.2026
Количество просмотров: 40
Страна: Россия
| Ученый Пермского Политеха рассказал о редком утреннем звездопаде, ПНИПУ, 21:51, 23.09.2026, Россия |
46 |
| Обычно звездопады видны ночью. Но с 20 сентября — редкое исключение: Дневные Секстантиды. Они активны утром, пик — 4–6 часов 1 октября, до 5 вспышек в час. Невооружённым глазом их видно редко. В чём особенность, как изучают радиоволнами и куда смотреть, рассказывает эксперт Пермского Политеха. |
|
| Алтайский ГАУ и ГК «Союз» разрабатывают уникальный высокобелковый корм для птицеводства, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 21:50, 23.09.2026, Россия |
53 |
| Делегация Алтайского государственного аграрного университета во главе с врио ректора Владимиром Плешаковым посетила производственные площадки ГК «Союз» в Косихинском районе. Главная цель поездки – знакомство с инфраструктурой предприятия для совместной реализации проекта в области разработки инновационных кормов для птицеводства. |
|
| Химия осенних листьев: ученая Пермского Политеха рассказала, что заставляет листья желтеть и краснеть, ПНИПУ, 21:42, 23.09.2026, Россия |
44 |
| Осенью зеленая крона приобретает желтые, оранжевые и красные оттенки. Это не просто увядание, а результат последовательных химических превращений, запускаемых внешними сигналами. Ученая Пермского Политеха объяснила, какие соединения участвуют в окраске листвы, как они разрушаются и образуются, и почему дерево «перекрашивается» перед листопадом. |
|
| Ученый Пермского Политеха развеял 5 самых популярных мифов о донорстве костного мозга, ПНИПУ, 23:12, 18.09.2026, Россия |
398 |
| 19 сентября отмечается Всемирный день донора костного мозга. Для тысяч пациентов с лейкозом и другими тяжелыми заболеваниями крови трансплантация остается последним шансом на спасение. Ежегодно около пяти тысяч россиян нуждаются в такой операции. Однако половина граждан считает такую процедуру опасной. Ученый ПНИПУ разобрал пять самых устойчивых заблуждений, чтобы развеять их. |
|
|
|
|
|
|
|
Разделы //
Новости по странам //
Сегодня у нас публикуются //
|
|
