Трещины в цементе нефтяных скважин — главная проблема отрасли. Через них нефть и газ уходят в пласты или на поверхность. В 2010 году из-за такой трещины произошла катастрофа в Мексиканском заливе: 5 млн баррелей вылилось в океан за три месяца. Устранить утечки можно только дорогим ремонтом с остановкой скважины.
Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) нашли простое и дешевое решение. Они добавили в цемент натуральный каучук. С водой каучук не реагирует, поэтому во время заливки скважины он остается инертным. Но при контакте с нефтью или газом его молекулы взаимодействуют с углеводородами, он набухает и превращается в вязкий гель, который запечатывает трещину. Об этом Науке Mail сообщили в пресс-службе вуза.
Для скважины это важно, потому что в процессе приготовления цементного раствора используется техническая вода. Если бы каучук реагировал на воду, он вступил бы в реакцию еще во время цементирования. Но этого не происходит. Он остается в смеси в неизменном виде и активируется только при контакте с углеводородами. Это происходит из-за химического родства каучука и нефти: их молекулы легко взаимодействуют, вызывая рост объема материала. Каучук заполняет трещину, превращается в гель и перекрывает путь углеводородам
Каучук измельчают в пыль с частицами меньше миллиметра и обрабатывают диоксидом кремния для предотвращения слипания. Порошок легко смешивается с цементом. В эксперименте исследователи разрушили образец такого цемента и поместили его в керосин — углеводородную среду. Через час каучук превратился в гель. Еще через час трещина закрылась. Прочность цемента осталась в норме. Технология проста, не требует сложного оборудования и подходит для новых и ремонтируемых скважин. Она снизит затраты на ремонт, уменьшит аварийные риски и повысит безопасность.
Ранее Наука Mail писала о том, как эластичный материал, добываемый из тропических деревьев, стал незаменимым в промышленности, медицине и даже космических технологиях.
