AP09259251 — Изучение ухудшения проницаемости на микро- и макроуровне в мероприятиях по интенсификации добычи

Цель работы:  Целью этого проекта является исследование механизмов ухудшения проницаемости на микро- и макроуровне, вызванного технологическими жидкостями и добавками для интенсификации добычи нефти, а также определение оптимальных рецептур жидкостей и выработка практических рекомендаций для недропользователей для поддержания повышенной продуктивности скважин и предотвращения / минимизации ухудшения проницаемости пласта.

Актуальность работы : Микрофлюидика - это передовое направление в науке, и микромодели широко используются в медицине, микробиологии, фармацевтике, а также в гидрологии и нефтяной инженерии. Например, авторы Zhang et al. (2018) продемонстрировали результаты исследований, в которых эффективность лекарств в различных искусственно выращенных тканях человеческих органов проверялась на микрофлюидных устройствах [6]. В работе Abate et al. (2013) был разработан инструмент для секвенирования (прим. определение последовательности) ДНК, основанный на манипуляции с микрокаплями, который ускоряет секвенирование и сводит к минимуму использование реагентов [7]. В нефтегазовых исследованиях, Molla и Mostowfi (2017) разработали микрожидкостную PVT модель для исследования взаимосвязи между давлением насыщения и фазовым состоянием нефти [8]. Gaol et al. (2019) изучили микробиологические методы повышения нефтеотдачи микромоделей [9]. Насколько нам известно, исследования по микрофлюидике для повышения нефтеотдачи и интенсификации притока в Казахстане не проводились. Тем не менее, стипендиат программы Болашак и PhD докторант Kenzhekhanov (2016) провел соответствующую исследовательскую работу в Колорадской горной школе (США), и изучил влияние поверхностно-активных веществ на поведение нефтей в пористой среде [10]. Gussenov et al. (2019), с другой стороны, показали поведение полимерных гелей в кернах и необходимость понимания факторов, которые влияют на стабильность таких флюидов в сложных системах. Принимая во внимание ограничения обеих лабораторных установок, исследовательская группа предлагает инновационный подход для повышения точности и надежности измерений в микро- и макромасштабе. Интеграция микрофлюидики с фильтрационными экспериментами на образцах керна даст надежные и недорогие, готовые к использованию на практике результаты.

Научный руководитель: Доктор PhD, Гусенов Искандер Шахсаванович

Полученные результаты:  Проведённые исследования показали, что гелеполимерные композиции существенно снижают проницаемость горных пород как по воде, так и по нефти за счёт закупоривания фильтрационных каналов. Установлено, что без предварительной изоляции нефтенасыщенных зон применение таких систем может негативно влиять на нефтедобычу. Введение волокон в состав геля позволяет снизить расход реагентов до 40 % без потери эффективности, а сокращение времени приготовления раствора значительно ускоряет технологический процесс. Разработаны рекомендации по применению гелеполимерных систем и восстановлению проницаемости с использованием раствора NaOH. Внедрение результатов позволяет снизить затраты на обработку скважин до 20 %. Научная новизна работы связана с использованием микрофлюидики для визуализации процессов фильтрации на микроуровне.

Список публикаций с ссылками на них

1. Kenzhekhanov S., Yin X., Gussenov I. Microfluidic study of polymer permeability reduction mechanisms // Proceedings of the SPE Annual Technical Conference and Exhibition. – 2022. – October.
2. Gussenov I. Literary review: permeability alterations in sandstone after acidizing // Energy Reports. – 2023. – Vol. 9. – P. 6328–6348.
3. Gussenov I. The effect of polymer mixing time on the strength of HPAM-Cr(III) gels // Eurasian Chemico-Technological Journal. – 2023. – Vol. 25.
4. Gussenov I., Seright R. Permeability reduction techniques: HPAM-fiber vs. plain gels in fractured cores // Geoenergy Science and Engineering. – 2023.