Технология гидроразрыва пласта (ГРП) — это метод интенсификации работы нефтяных и газовых скважин. Сейчас в этой технологии используется гель на основе гуара, который растет только в Индии. В настоящее время в связи с импортозамещением перед российской промышленностью стоит задача перевести технологию с гуаровых гелей на акриловые, более дешевые и доступные в производстве. На установке Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН ученые моделируют, как акриловые гели ведут себя при ГРП и какие нюансы нужно учитывать при их использовании.
Технология гидроразрыва пласта работает следующим образом: в скважину под большим давлением нагнетается гель, порода не выдерживает таких напряжений, и получается трещина длиной несколько десятков метров. Она заполняется пропантом (гранулообразный материал, используется в нефтепромышленности. — Прим. ред.), в который добавлен порошок наподобие песка. Пропант остается на месте и не дает трещине закрыться, обеспечивая высокопроводящий канал. К трещине подтекает нефтесодержащая жидкость и уже по ней перемещается в скважину. В результате нефтеотдача сильно повышается. Метод позволяет оживить простаивающие скважины, где добыча нефти традиционными способами уже невозможна или малорентабельна, а также применяется для разработки новых нефтяных пластов.
«Эта технология нуждается в совершенствовании. Например, если вы хотите заполнить трещину песком до конца, у вашего геля должна быть соответствующая несущая способность, то есть песок не должен оседать слишком быстро. К тому же всё это должно работать при достаточном диапазоне температур. Необходимо переходить на менее вязкие гели, и нужны какие-то новые жидкости для транспорта пропанта», — рассказывает главный научный сотрудник лаборатории экспериментальной прикладной гидродинамики ИГиЛ СО РАН доктор физико-математических наук Евгений Валерьевич Ерманюк.
Ученый подчеркивает, что задача перехода на акриловые гели в последнее время стоит очень остро в связи с импортозамещением. Так как гуар выращивается только в Индии, Россия вынуждена его закупать и стратегически зависит от этого сырья. Акрил же представляет собой синтетический материал, который можно в больших количествах производить в РФ. Это очень перспективный заменитель геля для ГРП, который во многих отношениях лучше, чем гуар.
Установка для моделирования гидроразрыва пласта, которая в институте получила прозвище «крокодил», позволяет в лабораторных условиях с высокой точностью смоделировать процесс, показать, как в трещине ведет себя акриловый гель с пропантом. Она позволяет ученым прокачивать гель, нагруженный песком, в таких же условиях, как и в реальном применении технологии гидроразрыва пласта.
«Экономическая целесообразность перехода на акрил будет ясна после того, как мы полностью выясним все свойства этого геля: какая должна быть его концентрация, какие нужны другие параметры для того, чтобы обеспечивать лучшую несущую способность», — отмечает Евгений Валерьевич Ерманюк.
Сейчас совместно с Новосибирским государственным университетом ИГиЛ СО РАН работает над организацией лаборатории, которая будет более полно использоваться для нужд нефтегазовой индустрии.
«Наука в Сибири»
Фото Кирилла Сергеевича
