Российские учёные усовершенствовали составы гелей для гидроразрыва пласта, научившись точнее управлять их вязкостью и скоростью разрушения после закачки в скважину. Разработка Сибирского федерального университета (СФУ) поможет адаптировать технологию к сложным геологическим условиям, где стандартные составы работают недостаточно эффективно.

При гидроразрыве в скважину под высоким давлением закачивают специальную жидкость, которая создаёт трещины в горной породе и облегчает поступление нефти. Для этого используют гели: они удерживают необходимые свойства при закачке и помогают раскрывать трещины. Однако после завершения операции гель должен разрушиться и освободить пространство для движения нефти. Если он останется в породе, то может закупорить поры и снизить эффективность добычи.

Специалисты СФУ изучили, как наночастицы изменяют свойства гелей и как на них воздействуют промышленные деструкторы — реагенты, которые запускают разрушение гелеобразной структуры. Учёные проверили изменения вязкости составов и их устойчивость к действию этих добавок.

Результаты позволят подбирать рецептуры с заданными характеристиками: регулировать прочность геля и время, в течение которого он сохраняет свои свойства, прежде чем разрушиться. Это особенно важно для сложных пластовых условий, где жидкость должна выдерживать воздействие среды во время гидроразрыва, но затем своевременно освобождать созданные трещины.

В исследовании участвовали специалисты Института инженерной физики и радиоэлектроники и Института нефти и газа СФУ. Работа получила грантовую поддержку Российского научного фонда.

Самый сильный факт исследования: при концентрации деструктора 1,82% гель терял вязкость примерно за 30 минут. Добавление 0,4% нанонитей оксида алюминия увеличивало время разрушения до более чем двух часов. Разница принципиальная: учёные получили возможность управлять тем, сколько времени гель сохраняет рабочие свойства.