Цивилизация
Традиционное бурение скважин невозможно без буровых растворов, однако большинство таких составов до сих пор основаны на нефтехимии и представляют серьезную экологическую угрозу. Токсичные отходы загрязняют почву и грунтовые воды, нанося долгосрочный ущерб экосистемам и здоровью людей. Ученые Пермского Политеха совместно с международными коллегами предложили новый подход, который позволяет совместить технологическую эффективность бурения с экологической безопасностью. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
Исследователи разработали новые классы реагентов для нефтедобычи, в которых биоразлагаемые компоненты природного происхождения объединены с наночастицами. Такая комбинация позволяет компенсировать слабые стороны «зеленых» добавок и одновременно снизить экологические риски.
Буровой раствор играет ключевую роль в строительстве скважины: он охлаждает долото, выносит шлам и предотвращает обрушение стенок. Однако после завершения работ тысячи кубометров отработанной жидкости превращаются в опасные отходы. Существующие экологичные альтернативы — растительные масла, сельскохозяйственные отходы и природные полимеры — часто теряют эффективность при высоких температурах и давлениях. Наночастицы, напротив, хорошо работают в экстремальных условиях, но обычно дороги и не всегда безопасны для окружающей среды.
Ученые показали, что сочетание этих подходов дает принципиально новый эффект. Крупные растительные частицы формируют структурный каркас, а наночастицы заполняют микротрещины и поры породы, снижая утечки раствора. В частности, был создан гибридный реагент на основе порошка из семян дикорастущего растения гунделии и наностержней оксида цинка, синтезированных «зеленым» способом с использованием растительных экстрактов.
Также разработаны составы на основе нанобиополимера из пшеничной муки и комбинации трагакантовой камеди с наночастицами цинка для работы при температурах до 200 °C. Все эти решения позволили сократить вредные утечки бурового раствора более чем на 31%, сохранив при этом его способность быстро и безопасно разлагаться в окружающей среде.
Кроме того, исследователи предложили заменить нефтяную основу буровых растворов на эфиры масел черного тмина и миндаля. Такие жидкости по рабочим характеристикам сопоставимы с дизельным топливом, но разлагаются в природе на 80–90% за несколько недель, а не за годы.
По словам ученых, разработка открывает путь к массовому внедрению экологически безопасных технологий бурения, снижая как нагрузку на окружающую среду, так и затраты компаний на утилизацию токсичных отходов.
Ранее в России разработали не имеющую аналогов в мире технологию борьбы с испарением бензина.
