Тип публикации: отчёт о НИР
Год издания: 2021
Ключевые слова: бурение, фильтрация, смачиваемость, наноэмульсии, наножидкости, нефтеотдача, продуктивный пласт, заводнение керна, кин, тяжелая нефть, кольматация, гидроразрыв
Аннотация: Целью исследований, выполненных коллективом в этом году, является комплексное изучение влияния на добавок наночастиц на термостабильность буровых растворов на водной и углеводородной основе; экспериментальное и расчетное исследование выноса шлама с помощью модифицированных наночастицами буровых растворов; экспериментальное и расчетПоказать полностьюное исследование последовательной и циклической закачки наноэмульсий и наносуспензий для вытеснения нефти из кернов.?В ходе выполнения проекта в этом году были получены следующие результаты.?1. Проведено систематическое исследование термодеструкции буровых растворов на водной и углеводородной основах с добавками наночастиц (НЧ). Показано существенное стабилизирующее действие добавок наночастиц к высокотемпературной деградации реологических свойств буровых растворов на углеводородной основе. Исследование влияния концентрации НЧ на коллоидную устойчивость буровых растворов показало, что коллоидная устойчивости базового бурового раствора после испытания на термостарение значительно улучшается с добавкой НЧ уже при минимальной их концентрации Проанализировано влияние размера НЧ на коллоидную устойчивость буровых растворов на углеводородной основе с добавкой наночастиц в процессе термостарения. Показано, что с уменьшением размеров наночастиц устойчивость буровых растворов на УВ основе к процессам термодеструкции существенно повышается. ?2. Проведено экспериментальное исследование выноса шлама буровыми растворами на углеводородной и водной основах, модифицированными наночастицами. Были получены зависимости эффективности выноса шлама и потерь давления от концентрации и размера наночастиц для нескольких буровых растворов. Экспериментально установлено, что с увеличением концентрации наночастиц и уменьшением их размера в буровых растворах эффективность промывки скважины от шлама увеличивается. Подобное систематическое экспериментальное исследование выполнено впервые. ?3. Проведено расчетное исследование влияние добавок в буровые растворы на углеводородной основе наночастиц различного состава и размера на эффективность выноса шлама из горизонтальной и наклонной скважины. Полученные расчетные результаты по исследованию выноса шлама модифицированными наночастицами растворами на углеводородной основе качественно хорошо согласуются с результатами проведенных экспериментальных исследований. Все обнаруженные в расчетах закономерности по влиянию добавок наночастиц в буровые растворы на УВ основе удалось подтвердить экспериментально. Влияние добавок наноматериалов на транспорт шлама вызвано их влиянием на реологию рассматриваемых буровых растворов. Добавки приводят к уменьшению индекса течения и увеличению пластической вязкости и предельного напряжение сдвига растворов. Эффект от добавки усиливается при увеличении концентрации наночастиц и уменьшении их размера. С практической точки зрения наилучший эффект по улучшению промывки скважины от шлама достигается с использование углеводородных растворов с добавкой 0,25 мас. % нановолокон оксида алюминия. Применение более высоких концентраций добавок нецелесообразно.?4. Проведено экспериментальное исследование последовательной и циклической закачки наноэмульсий и наносуспензий для вытеснения нефти из кернов. В результате довытеснения нефти наносуспензиями после закачки двух поровых объёмов воды было получено, что добавка наночастиц в вытесняющую жидкость приводит к дополнительному росту коэффициента вытеснения нефти из кернов. Показано, что дальнейшая закачка двух поровых объемов воды после закачки двух поровых объемов наносуспензии приводила к дополнительному росту коэффициента вытеснения нефти. Впервые было обнаружено, что наблюдается запаздывание действия (отложенный эффект) добавки наночастиц при периодической закачке наносуспензий. В целом, по итогам данной серии экспериментов было показано, что применение периодической закачки наносуспензий позволяет дополнительно увеличить количество вытесненной нефти на 17% по сравнению с вытеснением водой. ?5. Проведено численное исследование процесса вытеснения нефти из пористой среды с помощью периодической закачки воды и нанофлюидов. Показано, что использование периодической закачки позволяет получить коэффициент вытеснения нефти сопоставимый с последовательным вытеснением наносуспензией. Таким образом, периодическая закачка позволяет уменьшить расход наносуспензии для вытеснения нефти из пористой среды. Показано, что длительная закачка наносуспензий позволяет получить большее увеличение коэффициента вытеснения нефти по сравнению с периодической закачкой наносуспензии и воды, но приведет к большему расходу вытесняющей наносуспензии. ?6. Проведен анализ и систематизация полученных в рамках проекта результатов и сформулированы на их основе практические рекомендаций по применению наносуспензий и наноэмульсий в технологиях разработки и эксплуатации нефтегазовых месторождений. ?Таким образом, все запланированные работы по проекту выполнены в полном объеме.?