Результаты исследований ученых и специалистов. Рубрика в журнале - Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал
Экспериментальное исследование вязкостных свойств эмульсионных систем с содержанием наночастиц SiO2
Статья научная
При наращивании объемов добычи нефти в условиях применения интенсивных систем разработки с применением поддержания пластового давления закачкой воды в пласты недропользователи сталкиваются с проблемой прорыва вытесняющего агента по более проницаемым интервалам пластов, что приводит к резкому обводнению продукции добывающего фонда скважин и снижению экономической эффективности эксплуатации скважин. В настоящее время специалистами отрасли предложены более сотни технологий ограничения притоков пластовых вод и вытесняющего агента к забоям добывающих скважин. Технологии ограничения водопритоков различаются по виду применяемых химических составов и способам их доставки в пласт. При этом анализ химических составов, применяемых для ограничения водопритоков, позволил выявить общую особенность. Эта особенность заключается в том, что применяемые химические составы являются неселективными и оказывают изолирующее или блокирующее действие как на водонасыщенные, так и на нефтенасыщенные интервалы пластов. Применение неселективных высокостабильных химических составов приводит к неконтролируемой кольматации всех обрабатываемых интервалов и дополнительным трудностям вовлечения обработанных интервалов в процесс фильтрации. В статье представлена технология интенсификации добычи нефти с применением эмульсионных систем с наночастицами SiO2 и загущенных кислотных составов. Технология разработана для селективного воздействия на призабойную зону пласта (ПЗП), которое обеспечивается блокировкой водонасыщенных интервалов и стимуляцией менее проницаемых нефтенасыщенных интервалов в ПЗП. Представлены результаты комплекса лабораторных экспериментов по исследованию вязкостных свойств эмульсионных систем с содержанием наночастиц SiO2. По результатам лабораторных исследований выявлена способность наночастиц SiO2 увеличивать динамическую вязкость эмульсионных систем прямого и обратного типа. Тесты на термостабильность модифицированных эмульсионных систем показали устойчивость систем при температуре 80°C. При этом модифицированные наночастицами SiO2 эмульсионные системы сохранили способность к значительному снижению вязкости при реакции с углеводородами, т.е. являются селективными составами для ограничения водопритоков.
Бесплатно
Экспериментальное исследование стабильности эмульсионных систем с содержанием наночастиц SiO2
Статья научная
С начала 21-го века научные исследования в области изучения свойств наноразмерных частиц и их промышленного применения в области разработки нефтяных и газовых месторождений получили стремительное развитие. Потенциал значительного увеличения эффективности технологических решений посредством применения наноразмерных частиц определяет данное направление одним из наиболее актуальных и перспективных на сегодняшний день. одним из основных направлений применения наночастиц в области разработки нефтяных и газовых месторождений является разработка высокоэффективных технологических жидкостей с новыми или усовершенствованными физико-химическими свойствами. Способность наночастиц модифицировать смачиваемость поверхности горных пород и закрепляться на адсорбционно-сольватных слоях глобул делает их уникальным средством для регулирования физико-химических свойств технологических жидкостей и геолого-физических свойств горных пород. В статье раскрыты результаты нового этапа исследований физических свойств эмульсионных систем с содержанием наночастиц двуокиси кремния (Sio2), проводимых в рамках международного проекта «разработка и внедрение водоограничивающих составов на основе применения наночастиц двуокиси кремния». Представлены результаты сравнительных испытаний стабильности классических эмульсий прямого и обратного типов и эмульсионных систем, модифицированных наночастицами двуокиси кремния с различным характером смачиваемости (гидрофильные или гидрофобные). По результатам сравнительных испытаний определено, что термостабильность большинства образцов модифицированных эмульсионных систем с содержанием гидрофильных или гидрофобных наночастиц двуокиси кремния превышает термостабильность классических эмульсий более, чем на 100%. В ходе сравнительных исследований проведены следующие виды экспериментов: измерение агрегативной устойчивости, электростабильности и термостабильности образцов. Статья является продолжением комплекса научно-исследовательских работ, представленных в статье [1].
Бесплатно
Экспериментальные исследования волнового воздействия на суспензию монтмориллонитовой глины
Статья научная
В работе приведены результаты комплексных исследований влияния волновых технологий на физико-механические свойства тонкодисперсных монтмориллонитовых суспензий в лабораторных условиях Научного Центра нелинейной волновой механики и технологии РАН (НЦ НВМТ ИМАШ РАН). Показано, что в результате волновой обработки проточными гидродинамиче- скими генераторами вихревого типа с тангенциальными и радиальными ка- налами и генераторами плоского типа с цилиндрическими телами обтекания динамическое напряжение сдвига существенно увеличилось, количество ча- стиц раствора размером 1–2 мкм выросло в 2,5 раза. Это означает, что вол- новая обработка глинистой суспензии приводит к повышению коллоидной фракции, а следовательно, и к повышению качества суспензии, к снижению расхода глинопорошка, а также к уменьшению в несколько раз времени при- готовления по сравнению с традиционной технологией. Показано, что основ- ной вклад в достижение высокой эффективности волновой обработки вносят нелинейные волновые и кавитационные процессы, протекающие в проточной части гидродинамических генераторов.
Бесплатно
Статья научная
Предметом исследования является процесс извлечения нефти из залежей каширо-подольского возраста Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. Особенностями объектов являются: • низкие коллекторские свойства пластов; • высокая геологическая неоднородность по различным параметрам; • запечатанность залежей вблизи поверхности водо-нефтяного контакта; • наличие различной степени трещиноватости и кавернозности; • широкие диапазоны изменения значений геолого-физических и физикохимических свойств пластов и насыщающих их флюидов; • линзовидное строение пород-коллекторов. В этих условиях часто разработка залежей сопровождается: • интенсивным снижением пластового давления при отсутствии закачки в пласт воды; • низкими начальными дебитами нефти скважин и последующим их существенным снижением в течение довольно незначительного периода времени как ввиду падения пластового давления, так и ввиду быстрого прорыва воды либо по литологическим окнам, либо по существующим трещинам; • частым отсутствием эффекта от использования закачки в пласт воды в виде увеличения дебитов в добывающих скважинах, что является причиной низкой степени выработки запасов, сложности применения вторичных и третичных методов повышения коэффициента использования нефти, высокой себестоимости добываемой продукции. Значительные ресурсы этих объектов с трудноизвлекаемыми запасами нефти позволяют рассматривать их как существенный резерв в добыче углеводородного сырья. При этом важно оценить необходимость стимулирования ввода в разработку этих месторождений. Ключевым вопросом при этом является определение извлекаемых запасов нефти и сроков разработки при эксплуатации залежей на естественных режимах. Иа основании обобщения опыта разработки отдельных залежей нефти, находящихся длительное время в эксплуатации, предложен экспресс-метод оценки этих показателей на стадии проведения геолого-разведочных работ. Последующее проведение технико-экономических расчетов позволяет: • оценивать необходимость стимулирования ввода объектов, аналогичных исследованным по геолого-промысловой характеристике в разработку; • оценивать эффективность применения вторичных и третичных методов увеличения нефтеотдачи, в том числе и с использованием нанотехнологий; • определять стратегию разработки объектов для увеличения ресурсной базы углеводородов. Решать эти задачи предлагается дифференцированно, по различным группам однородных объектов в пределах не только Волго-Уральской, но и сопредельных нефтегазоносных провинций.
Бесплатно
Статья научная
В работе показано, что объемная пропитка бетонной матрицы при использовании гранулированного наноструктурирующего заполнителя выступает примером некоторых процессов техногенного метасоматоза - процесса замещения фаз с изменением химического состава, формирования новых парагенезисов, преобразования свойств конечного материала. Показано, что в результате пропитки модифицирующим раствором микроструктура бетона становится более плотной и однородной, поверхность зерен покрыта микро- и нанораз-мерными новообразованиями различной морфологии. Ввиду актуальности направления, связанного с разработкой новых заполнителей легких бетонов и модификации традиционных, предлагается использование гранулированного наноструктурирующего заполнителя для реализации эпикристализационно-го модифицирования легких бетонов на основе неорганических вяжущих. Это позволяет создать макропористую структуру композита с одновременной модификацией матрицы на нано- и микроуровне. Также ввиду увеличения объемов исследований в области щелочеактивированных силикатных и алюмосиликатных систем для применения как в самостоятельном виде, так и в качестве модификаторов, в том числе для повышения гидрофобности строительных материалов, показана возможность создания мелкозернистого бетона с пониженным водопоглощением путем введения в состав гранулированного наноструктурирующего заполнителя гидрофобизирующей добавки. При тепловлажностной обработке в ядре гранулированного заполнителя формируются флюиды из растворов полисиликатов натрия с гидрофобизирующей добавкой, происходит их миграция через оболочку гранул и распределение в объеме бетонной матрицы. Улучшение эксплуатационных характеристик представленных строительных композитов различного функционального назначения обусловлено инфиль-трационным метасоматическим преобразованием кристаллической матрицы активированными функциональными системами, полученными при термической активации гранулированного наноструктурирующего заполнителя.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье описывается возможность использования комплексных полифункциональных добавок строительного назначения на основе углеродных нанотрубок и цеолитов (синтетических и природных). Синтез УНТ проводили методом каталитического пиролиза CVD. Направленный синтез в структуре цеолита осуществлялся за счет пропитки исходных веществ раствором прекурсоров на основе катализатора синтеза УНТ. Экспериментальные исследования были направлены на изучение влияния наномодифицирующей добавки на физико-механические характеристики строительного композита. Полученные данные позволили выдвинуть предположение, что при выбран ных условиях модифицирования строительного материала, цеолит, попадая в структуру бетона, будет выполнять роль не только минеральной добавки, но и материала-носителя УНТ, что позволит равномерно распределить углеродные наночастицы в матрице строительного композита, с другой стороны адсорбционные свойства цеолита будут усилены за счет наличия в структуре углеродных элементов. Структуры наномодифицирующих цеолитов и полученного строительного композита оценивались методом электронной сканирующей микроскопии (СЭМ). Электронные микрофотографии исследуемых объектов позволили объяснить процессы формирования структуры бетона, наномодифицированного комплексной полифункциональной добавкой на основе синтетического и природного цеолита и углеродного наноматериала.
Бесплатно
