В Новосибирске запатентовали новый полимерный материал для добычи нефти и газа
Ученые разработали водонабухающую эластомерную композицию для изготовления уплотнительных элементов пакерного оборудования. Об этом сообщили в пресс-службе НГУ.
Авторы — ученые НГУ и ВолгГТУ во главе с доктором технических наук, профессором Виктором Кабловым. Проект реализован в рамках программы ЦК «Технологии моделирования и разработки новых функциональных материалов с заданными свойствами» (ЦНФМ). Как рассказали в пресс-службе, водонабухающий эластомерный материал будет использоваться для изготовления резиновых набухающих уплотнительных элементов пакерного оборудования.
Как объяснили авторы исследования, пакерное оборудование — это скважинные устройства (уплотнители), которые при установке герметизируют кольцевое пространство между обсадной колонной (или стенкой открытого ствола) и компоновкой труб в скважине, разобщая участки скважины по глубине. Это позволяет предотвращать межпластовые перетоки, изолировать отдельные зоны притока и закачки и обеспечивать работу скважины по заданной схеме, выдерживая перепады давления и воздействие агрессивных сред.
Обычная резина в воде не набухает, но перед нами стояла задача — создать пакерные резины, которые могли бы эффективно использоваться в качестве уплотнителя в скважинах при добыче нефти и газа в условиях высокого давления. Задачу по созданию такого материала усложняло присутствие соли в составе бурового раствора. Суть нашей разработки состоит в том, что в состав материала мы вводим набухающие полимеры, которые очень хорошо расширяются в контакте с жидкостью, при этом не очень хорошо совмещаются с резиной. Нам было необходимо подобрать модифицирующие добавки, чтобы преодолеть данную несовместимость, — рассказал Виктор Каблов.
По его словам, водонабухающая эластомерная композиция разработана на основе бутадиен-нитрильного каучука, включает в себя вулканизующий агент — серу, ускоритель вулканизации меркаптанового ряда — альтакс, активаторы вулканизации — оксид цинка и стеарин. В качестве наполнителя ученые применили технический углерод, водонабухающий реагент и полимерный модифицирующий материал для улучшения совместимости компонентов.
При подборе компонентов и определении их пропорций ученые использовали нейросети, а также применили программу для моделирования поведения композиционных материалов.
Новый материал уже прошел лабораторные испытания в разных эксплуатационных средах, моделирующих буровые растворы, и на модельных уплотнениях.
Интерес к разработке проявил индустриальный партнер ООО «Интов-эласт» — один из ведущих производителей пакерных устройств в РФ. Сейчас на испытательной базе партнера и его заказчиков идут стендовые испытания пакерных устройств с использованием новых резин.