Перспективы применения нанотехнологий в процессах повышения добычи нефти и газа

УДК 622.276.6

И.А. Сагидуллин (ООО «КВАРЦ»)

В последние годы достаточно актуальными становятся вопросы по применению наноматериалов и нанотехнологий в различных отраслях промышленности, в т.ч. для области ТЭК.

Опыт применения наноматериалов - модифицированных дисперсных кремнеземов (МДК) в России в процессах повышения нефтеотдачи берет свое начало с 1996 года с технологии обработок призабойной зоны нефтяных пластов на объектах НГДУ «Азнакаевскнефть» ОАО «Татнефть».

Полученные при этом результаты показали неоднозначность оценки эффективности применения МДК, ранее используемых в других секторах народного хозяйства, и недостаточную степень адаптации технологии их применения. С другой стороны, практически полное отсутствие научной базы по изучению физико-химических свойств МДК с точки зрения физики пласта также не способствовало получению значимых результатов.

Все это явилось предпосылкой для образования в г. Азнакаево РТ Общества с ограниченной ответственностью «Кварц» в 1999 году, и ввода в эксплуатацию в 2001г. двух установок по модификации кремнезема торговой марки «Кварц» на основании запатентованного способа его получения. А в последующем проведению значительного объема научно-исследовательских работ, выполненных рядом ведущих отраслевых институтов России и опубликованных результатов.

В качестве основного исходного сырья нами используется аэросил – аморфный кремнезем с чистотой 99,9 %, удельной поверхностью до 400 м²/г и размерами частиц от 5 нм. Модификатором для создания предельно гидрофобной поверхности являются кремнийорганические соединения, метильные группы которых способны одновременно обеспечить образование гидролитически устойчивые связи Э-О-Si-(CH3)n и высокую плотность прививки метильных групп для полного экранирования гидрофильной подложки диоксида кремния.

Теплота смачиваемости и определение адсорбционной способности дают полное представление о качестве гидрофобных поверхностей и плотности упаковки привитых групп, которые подтверждают отсутствие доступных гидроксильных – ОН групп на таких поверхностях.

Основными значимыми свойствами модифицированных кремнеземов с точки зрения физики пласта являются:

  • высокие адгезионные и адсорбционные способности;
  • ультрадисперсность частиц МДК, предопределяющих возможность их проникновения в поровое пространство коллекторов;
  • существенное изменение смачиваемости обработанных поверхностей;
  • высокие водоотталкивающие свойства;
  • способность образования устойчивых водонефтяных эмульсий, в которых МДК «Кварц» играет роль «твердого» эмульгатора.

Именно эти свойства легли в основу применяемых в ООО «Кварц» запатентованных технологий:

  • Комплексная технология закачивания скважин.
  • Первичное вскрытие продуктивных пластов и изоляций водонасыщенных пластов до вторичного вскрытия.
  • Изоляция водонасыщенных пластов добывающих и ликвидация заколонных перетоков в нагнетательных скважинах (СИВ).
  • Интенсификационные технологии обработки призабойной зоны терригенных и карбонатных коллекторов (ОПЗ «Кварц»).
  • Технология увеличения охвата вытеснением заводненных пластов воздействием вязко-упругих систем (КВУСН).

Объединение науки и практики, критический анализ полученных результатов обработок более чем на 1500 скважинах, определение критерий применимости технологий и продолжающиеся научно-исследовательские работы – все это способствует переходу предприятия на более высокую качественную степень и дает уверенность в верности выбранного нами направления.

Источник информации:

1. ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ VII научно-практическая конференция «Геология и разработка месторождений с трудноизвлекаемыми запасами», 25-27 сентября 2007г. г. Геленджик.- с.63