Учёные выяснили, как контролировать работу химических деструкторов в процессе нефтедобычи
2 ноября 2026 г. | наука
Технология гидроразрыва пласта предполагает, что в скважину под высоким давлением закачивают высоковязкую жидкость (гель), которая создаёт в породе трещину для улучшения проницаемости пласта. Учёные Института нефти и газа уделили особое внимание процессу деструкции ранее предложенных ими гелей на основе гуаровой смолы. Такие гели должны обеспечить создание необходимого давления для создания и раскрытия трещины, должны помочь транспортировке проппанта (расклинивающих частиц). Однако после того как проппант доставлен, гель, выполнивший свою роль, нужно убрать из трещины. Если его не разрушить, он останется в пласте и забьёт те самые поры и трещины в породе, через которые нефть поступает в скважину — сделает гидроразрыв неэффективным и может сделать скважину нерентабельной, что приведёт к экономическим потерям. Именно поэтому требуются химические составы — деструкторы, обеспечивающие разрушение гелей. Они вступают в реакцию с полимером геля и «разбивают» длинные полимерные цепочки на мелкие, более подвижные фрагменты. В результате вязкость геля резко падает, а гель легко фильтруется из трещины и покидает скважину.
«Технология гидроразрыва пласта появилась в середине прошлого века. Изначально в качестве жидкостей для разрыва использовали довольно примитивные смеси. По мере развития технологии применяют всё более сложные системы, в том числе полимерные гели. И тут же возникла потребность в средствах, которые бы контролируемо разрушали эти гели после выполнения их задачи. Брейкеры (или деструкторы) стали активно внедрять, когда гидроразрыв пласта стал массовым и технологичным методом нефтедобычи. Сейчас инженеры тщательно подбирают тип брейкера под конкретные пластовые условия (давление, температура, минерализация и так далее), под тип полимера, на основе которого приготовлен гель», — пояснил соавтор исследования, доцент кафедры бурения нефтяных и газовых скважин СФУ, старший научный сотрудник лаборатории физико-химических технологий разработки трудноизвлекаемых запасов углеводородов СФУ Владимир Жигарев.
Учёные исследовали влияние химических деструкторов гелей на реологические свойства наномодифицированных гуаровых гелей. Это поможет подобрать оптимальный состав, тип и концентрацию брейкеров, чтобы они могли успешно разрушать гели, когда те отработают и создадут необходимые трещины в нефтеносном пласте.
«Мы использовали распространенные промышленные деструкторы и смотрели, как они будут влиять на созданные в нашей лаборатории наномодифицированные гели для гидроразрыва пласта. Изучали, как изменится вязкость этих гелей при добавлении наночастиц, как они себя поведут, когда начнёт действовать деструктор. И благодаря этим исследованиям мы сможем подбирать добавки, которые смогут регулировать как сами свойства гелей, так и время, за которое гель может разрушиться или, наоборот, будет более устойчив к разрушению», — пояснил соавтор исследования, научный сотрудник лаборатории физико-химических технологий разработки трудноизвлекаемых запасов углеводородов СФУ Максим Пряжников.
По словам учёных, полученные экспериментальные результаты будут полезны, чтобы совершенствовать рецептуры гелей для гидроразрыва пласта. Будут созданы более устойчивые сшитые гели, которые можно использовать в сложных пластовых условиях, в которых обычные гели неэффективны. В конечном итоге, планируется снизить расходы на дорогостоящую «химию» — вещества, помогающие в нефтедобыче.
Исследование выполнено при грантовой поддержке Российского научного фонда № 23-79-30022.
