Ученые Тюменского индустриального университета разработали несколько технологических решений по освоению месторождений высоковязких и сланцевых нефтей. Исследованиями занимаются аспиранты кафедры бурения нефтяных и газовых скважин под руководством профессора Василия Овчинникова.
По словам ученых и аналитиков, запасов добываемой нефти может хватить на ближайшие 50 лет, поэтому имеется необходимость разработки трудноизвлекаемых запасов баженовской свиты – крупнейшей группы нефтематеринских пород, расположенной на территории Западной Сибири.
«В чем трудность извлечения? Бажен – это высоковязкая нефть, что обусловлено наличием асфальтосмолистых веществ. Для ее добычи требуется поднять температуру в пласте до 300-350 градусов. По технологии мы бурим скважину, спускаем обсадную колонну, пространство между ней и горной породой заполняем цементным раствором, который твердеет. Но у нас нет температуростойких тампонажных материалов, - рассказал Василий Овчинников. - Мы знаем из физики, что при нагревании коэффициент расширения цементного камня и металла разный. За счет этого возможно нарушение контакта, образование трещин, по которым нефть и газ могут уйти вниз или вверх. А если сланцевый газ поднимется на устье, то не обойтись без серьезной аварии».
Вопросами добычи высоковязкой нефти в ТИУ занимаются не первый год. В свое время ряд работ этой теме посвятил известный ученый-геолог, профессор Иван Нестеров. Технологическим решениям проблемы посвящены и работы аспирантов Института геологии и нефтегазодобычи.
Николай Шамсутдинов предлагает использовать технологию селективного многоступенчатого гидроразрыва пласта. По мнению молодого ученого, это поможет избежать многих непредвиденных и сложных ситуаций, таких как возникновение встречных потоков, воздействующих на дебит скважины. Технология уже прошла тестирование на экспериментальном заводе ТИУ и ждет опытно-промышленных испытаний.
Работа Александра Мелехова посвящена проблеме деструкции цементного камня при нагревании в скважине. Ученый предлагает, во-первых, повысить термостойкость материалов за счет введения определенных кремнеземистых добавок, а во-вторых, оптимизировать гранулометрический состав, что поможет уменьшить количество воды в тампонажном растворе и увеличить его прочность.
Аспирант Оксана Рожкова занимается разработкой цементно-шлаковых композиций с использованием доменных шлаков Челябинского металлургического завода. Известно, что высокоосновные гидросиликаты кальция, образующиеся в цементе, теряют стойкость при температуре свыше 100 градусов и переходят в низкоосновные гидросиликаты, пройдя несколько стадий от одной фазы к другой. Такие фазовые переходы с изменением объема опасны для цементного камня. Доменный шлак представлен теми минералами, которые могут образовывать низкоосновные гидросиликаты в одну стадию, поэтому использование цементно-шлаковых композиций помогает избежать возникновения трещин.
Актуальность технологических решений молодых ученых ТИУ подтверждена экспертами. Все три разработки для освоения месторождений высоковязких и сланцевых нефтей заявлены на грант Российской академии наук.
Комментарии