Ученые впервые создали «умный» гель, который устраняет утечки бурового раствора прямо в процессе бурения, не требуя остановки работ. Он затвердевает ровно там, где нужно, перекрывает до 90% трещин и в полтора раза прочнее аналогов. Работа опубликована в журнале Gels. Об этом «Газете.Ru» рассказали в Пермском Политехе.
Буровой раствор охлаждает долото и не дает стенкам скважины обрушиться, но значительная его часть уходит через трещины в породе — в некоторых пластах теряется более 10% закачиваемого объема. Из-за простоев на ликвидацию утечек и перерасхода раствора компании теряют сотни миллионов рублей в год на одном месторождении. Существующие цементы и гели застывают либо слишком рано, мешая работе, либо слишком поздно.
Ученые Пермского Политеха вместе с коллегами из Китая и Саудовской Аравии нашли решение. Главный компонент геля — вещество на основе алюминия, способное превращать жидкость в прочный полимер. Чтобы оно не сработало раньше времени, его «одели» в оболочку из оксида цинка: пока вокруг прохладно, реакция не идет, но в глубоких горячих пластах оболочка разрушается, и гель застывает точно в зоне утечки.
В экспериментах на стеклянных трубках с кварцевым песком гель сохранял текучесть более двух часов — достаточно, чтобы безопасно доставить его к месту утечки, — и полностью затвердевал примерно через три часа. Он перекрывал свыше 90% трещин, выдерживал напор в полтора раза лучше аналогов и работал при температурах до 120 °C, тогда как большинство существующих решений разрушаются уже при 80–90 °C. При этом он дешевле и безопаснее для среды, так как не содержит токсичных соединений.
Потери бурового раствора — одна из самых дорогих и частых проблем при бурении нефтяных и газовых скважин, особенно в сложных, трещиноватых пластах. Технология, которая позволяет латать трещины без остановки работ, способна сэкономить компаниям значительные средства и снизить риск аварий. Авторы отмечают, что гель применим не только в нефтегазовой отрасли, но и в горной добыче и нефтехимии.
Ранее ученые придумали солнечную крышку для мусорных баков, уничтожающую запах гниения.