Библиографическое описание:ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НАНОМОДИФИЦИРОВАННЫХ ГЕЛЕЙ ДЛЯ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА : научное издание / А. В. Минаков [и др.]. - Текст : непосредственный // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2024. - № 11. - С. 50-63. - Благодарность: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда. - ISSN 0236-1493, DOI 10.25018/0236_1493_2024_11_0_50.
Аннотация:Представлены результаты приготовления и модификации базовых растворов для гидроразрыва пласта нанодобавками. В качестве нанодобавок использовались сферические наночастицы оксида кремния (в виде золей и сухих порошков), нанопорошки оксида алюминия, а также нановолокна оксида алюминия (алюминан). Впервые проведены систематические исследования влияния концентрации, размера, материала и формы нанодобавок на фильтрационные потери сшитых гелей для гидравлического разрыва пласта. В качестве базового геля использовался типичный состав для гидроразрыва - биополимер гуаровой камеди, сшитый раствором тетрабората натрия в глицерине. Размер сферических наночастиц варьировался от 10 до 76 нм, массовая концентрация - от 0,01 до 0,4%. В результате исследования было показано, что добавки рассмотренных наночастиц приводят к радикальному снижению фильтрационных потерь гелей при условиях высоких давлений (более чем в 10 раз в ряде случаев). С увеличением концентрации нанодобавок фильтрационные потери гелей для гидроразрыва пласта снижаются. Установлено, что с увеличением среднего размера наночастиц тенденция снижения фильтрационных потерь усиливается. Снижение фильтрационных потерь будет способствовать уменьшению загрязнения пласта и потерь жидкости при проведении операции гидравлического разрыва.
The article reports preparation and modification of base hydraulic fracturing solutions with nano additives. The nano additives were spherical silicon nanoparticles (in the form of colloid solutions and dry powders), aluminum oxide powders and aluminum oxide nanofibers (Aluminan). For the first time, a systematic study is undertaken to investigate the influence of concentration, size, material and shape of nano additives on the filtration characteristics of cross-linked gels for hydraulic fracturing. The base gel was a typical fracturing composition- guar gum cross-linked by glycerin borax. The size of spherical nanoparticles ranged from 10 to 76 nm, and their mass concentration was varied from 0.01 to 0.4%. The research shows that addition of such nanoparticles leads to a drastic decrease in the gel filtration properties in the conditions of high pressures (more than by 10 times in some cases). The increase in the concentration of nano additives also reduces the filtration properties of hydraulic fracturing gels. The increase in the average size of nanoparticles intensifies the descending trend of the filtration properties. The decrease in the filtration properties can favor minimization of coal seam contamination and can reduce fracturing fluid loss.
