Сотрудники Сибирского федерального университета вместе с российскими коллегами изучили, как добавление разных наночастиц влияет на свойства буровых растворов, которые используются в нефтегазовой промышленности для промывки скважин. Работа проходила в рамках проекта, поддержанного грантом Российского научного фонда, а ее результаты были опубликованы в журнале Journal of Petroleum Science and Engineering.

Наносуспензии – это смеси, в которых наночастицы распределены по всему объему жидкости. Наночастицы в силу своих малых размеров имеют ряд свойств, которые отсутствуют у суспензий с макро- и микроскопическими добавками (в наносуспензиях параметры зависят от размеров и материала наночастиц и значительно изменяются уже при небольших их концентрациях). Поэтому их широко используют в разных областях производства, в том числе в технологиях разработки и эксплуатации нефтегазовых месторождений.

 

Авторы исследования изучают, как наночастицы различного размера и материала влияют на характеристики буровых растворов и эффективность выноса шлама (выбуренная порода) из вертикальной скважины. Ученые исследовали полученные растворы с помощью численного моделирования и обнаружили, что добавка в них наночастиц существенно сказывается на качестве промывки скважины. Такие растворы способствуют лучшему выносу шлама при бурении, а также влияют на перепад давления в скважине.

«Показано, что добавка наночастиц в буровой раствор приводит к повышению эффективности выноса шлама на 17–19% и уменьшению средней скорости проскальзывания частиц шлама в 1,6–1,8 раза», – рассказала Евгения Михиенкова, один из авторов статьи, старший преподаватель кафедры бурения нефтяных и газовых скважин Института нефти и газа Сибирского федерального университета.

Исследователи провели обширное экспериментальное исследование влияния добавки наночастиц на свойства буровых растворов. В результате удалось выяснить, что добавки наночастиц могут значительно менять такие свойства буровых растворов, как вязкость, пластичность и эластичность. При этом плотность бурового раствора практически не меняется. Для такого же увеличения вязкости с помощью микрочастиц требуется более чем десятикратное увеличение концентрации, что неизбежно влечет за собой увеличение плотности бурового раствора, а это не всегда возможно по причине потери устойчивости ствола скважины.

«Совершенно очевидно, что полученные за это время результаты являются далеко не оптимальными. Наверняка можно подобрать такие параметры наночастиц, при которых эти результаты будут еще выше. Это открывает широкую перспективу применения наночастиц для управления характеристиками буровых растворов», – добавил Андрей Минаков, один из авторов статьи, руководитель проекта, кандидат физико-математических наук, заместитель директора по науке Института нефти и газа Сибирского федерального университета.

Авторы отмечают, что в дальнейшем они планируют провести комплексные расчетно-экспериментальные исследования влияния наночастиц на свойства буровых растворов в условиях бурения многолетнемерзлых пород, что очень актуально для сибирского региона.

Источники

Российские физики улучшили буровые растворы для промывки нефтескважин: Яндекс.Новости
Яндекс.Новости (news.yandex.ru), 21/11/2018
Наночастицы улучшили растворы для промывки нефтяных скважин
Nanonewsnet.ru, 21/11/2018
Наночастицы улучшили растворы для промывки нефтяных скважин
SMIonline (so-l.ru), 21/11/2018
Наночастицы улучшили растворы для промывки нефтяных скважин
Новости@Rambler.ru, 20/11/2018
Наночастицы улучшили растворы для промывки нефтяных скважин
Индикатор (indicator.ru), 20/11/2018
Российские физики улучшили буровые растворы для промывки нефтескважин
Техника будущего (rao-ees.ru), 20/11/2018
Российские физики улучшили буровые растворы для промывки нефтескважин
Margust (gazeta-margust.ru), 20/11/2018
Российские физики улучшили буровые растворы для промывки нефтескважин
24ТОП.kz (24top.kz), 20/11/2018
Российские физики улучшили буровые растворы для промывки нефтескважин
Газета.Ru, 20/11/2018
Российские физики улучшили буровые растворы для промывки нефтескважин
GisProfi (gisprofi.com), 21/11/2018
Российские физики улучшили буровые растворы для промывки нефтескважин
Российский научный фонд (рнф.рф), 21/11/2018
Российские физики улучшили буровые растворы для промывки нефтескважин
Benzol.ru, 21/11/2018
Российские физики улучшили буровые растворы для промывки нефтескважин
Бизнес Онлайн (bizon.ru), 21/11/2018

Похожие новости

  • 14/12/2017

    Сибирские ученые нашли способ, который уменьшит вредные выбросы тепловых электростанций

    Ученые смоделировали процесс сжигания угля в котлах теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) и выяснили, уголь какого типа при сгорании дает меньше вредных выбросов. В результате удалось подобрать режим работы, при котором количество выбросов уменьшается в два раза.
    728
  • 11/04/2016

    Разработка ученых СФУ позволит снизить геокриологическую опасность

    ​Группа ученых Сибирского федерального университета разработала устройство для снижения опасности размораживания вечной мерзлоты вокруг нефтяных и газовых скважин. Как рассказал заведующий кафедрой машин и оборудования нефтяного и газового промысла СФУ, канд.
    1184
  • 31/12/2017

    Топ-10 исследований российских ученых 2017 года по версии РНФ

    Около 35 тысяч российских ученых проводили и проводят фундаментальные исследования при поддержке Российского научного фонда (РНФ). Ежемесячно в российских и зарубежных СМИ выходят десятки новостей об их достижениях.
    1940
  • 23/11/2017

    Сибирские ученые модернизировали метод расчета движения жидкостей

    ​Исследователи из Сибирского федерального университета (СФУ) в сотрудничестве с коллегами из Московского государственного университета и Сибирского отделения РАН предложили использовать для гидродинамических расчетов систему из нескольких графических процессоров вместо центрального.
    591
  • 29/06/2018

    Сибирский компактный анализатор проверит воду на загрязнения

    ​Ученые из Сибирского федерального университета и Института биофизики Сибирского отделения РАН создали микроканальный одноразовый микроприбор для проверки качества воды. Это довольно простое и дешевое устройство, однако по чувствительности оно не уступает более дорогим многоразовым анализаторам, и при этом гораздо более быстродействующее.
    242
  • 27/03/2018

    В ТПУ создают информационную систему для работы с большими объемами данных в нефтегазовой отрасли

    ​Доцент отделения информационных технологий Томского политехнического университета Алексей Савельев занимается разработкой системы, которая поможет объединить информацию с разрозненных серверов, расположенных на нефтяных месторождениях, в единое целое, а также автоматизировать ряд процессов по принятию управленческих решений.
    406
  • 20/09/2018

    Красноярские ученые найдут загрязнителей среды с помощью инноваций

    ​Молодые ученые Сибирского федерального университета предложили использовать послойно модифицированные сорбенты для определения загрязнителей окружающей среды. Проект поддержан Красноярским краевым фондом науки и Российским фондом фундаментальных исследований в рамках совместного конкурса проектов фундаментальных научных исследований, выполняемых молодыми учеными.
    285
  • 14/11/2016

    Ученые из Красноярска сделают алюминиевое производство более экологичным

    ​Ученые СФУ совместно с коллегами из Института химии и химической технологии СО РАН ведут исследования по созданию нового материала - автоклавного угольного пека для производства электродов. По словам технического директора РУСАЛа Виктора Манна, осуществляющего непосредственное руководство работой, внедрение "экологичного" пека на алюминиевых заводах позволит значительно улучшить состояние воздуха, достигнуть нормативных показателей по выбросам вредных веществ в окружающую среду.
    1437
  • 14/03/2018

    Физики помогут нефтяникам добывать больше углеводородов

    ​Российские ученые в составе международной группы разработали алгоритм для расчета проницаемости горных пород по их 3D-изображениям. Программа поможет нефтяникам выбирать наиболее эффективные схемы разработки месторождений.
    445
  • 24/10/2018

    Ученые СФУ получили грант на исследование, которое избавит город от «черного неба»

    ​Ученые СФУ получили грант на два года от Российского фонда фундаментальных исследований. Физикам выделяют 2 миллиона в год на разработку новой методики расчета распространения вредных примесей в воздухе.
    171