Разработка новых микро и нанофлюидных технологий для задач нефтегазовой индустрии (РНФ-65)

Нефтегазовая индустрия является одной из важнейших отраслей экономики России. В нынешних политических и экономических условиях нефтегазовая отрасль России переживает сложные времена. Новые экономические реалии требуют создания отечественных принципиально новых высокоэффективных технологий разработки месторождений углеводородов. Одним из возможных и перспективных способов решения этих задач может стать использование микро и нанофлюидных технологий. В данном проекте будут выполнены систематические исследования возможностей применения микро и нанофлюидных технологий в задачах разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений. В рамках проекта будут разработаны новые буровые растворы, жидкости ГРП, жидкости глушения скважин и нефтевытесняющие флюиды, модифицированные наночастицами, новые математические модели для описания многофазных течений при транспорте частиц шлама в скважинах и нефтеотдачи в трехмерных цифровых моделях керна, а также новые методики лабораторных исследований с помощью микрофлюидных чипов. Использование микро и нанофлюидных технологий в задачах разработки и эксплуатации нефтегазовых месторождений призвано повысить эффективность существующих технологий добычи углеводородного сырья. Фундаментальной научной проблемой является комплексное изучение многофазных сред и потоков в каналах и пористых средах, применительно к задачам разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, а также создание новых методик численного моделирования и методологии лабораторного эксперимента, основанного на микрофлюидных технологиях. Новизна проекта состоит в комплексном экспериментально-теоретическом подходе к систематическому изучению применения нанофлюидов в задачах нефтегазовой индустрии, а также в применении в проводимых исследованиях новых микрофлюидных технологий (микрочипы и цифровой керн). В проекте будут получены следующие принципиально новые результаты: 1. Будут разработаны новые рецептуры буровых растворов, модифицированных добавлением наночастиц различного размера и состава, включая углеродные нанотрубки, и систематически изучены их свойства. 2. Будут разработаны новые рецептуры жидкостей для гидроразрыва пласта, модифицированных добавлением наночастиц различного размера и состава, включая углеродные нанотрубки, и систематически изучены их свойства. 3. Будут разработаны новые рецептуры жидкостей глушения для глушения скважин, модифицированных добавлением наночастиц различного размера и состава, включая углеродные нанотрубки, и систематически изучены их свойства. 4. Будут разработаны новые рецептуры нефтевытесняющих флюидов на основе ПАВ-полимерных композиций, газожидкостных систем с CO2, и эмульсионных растворов, модифицированных добавлением наночастиц различного размера и состава, включая углеродные нанотрубки и систематически изучены их свойства. 5. Будут разработаны математические модели и отечественное программное обеспечение для описания многофазного течения при транспорте частиц шлама буровыми растворами в скважине и получены результаты их тестирования. 6. Будут разработаны математические модели и отечественное программное обеспечение для моделирования многофазных потоков в трехмерных цифровых моделях керна и получены результаты их тестирования. 7. Будет создана коллекция микрофлюидных чипов- моделей горных пород с различной проницаемостью и характеристиками смачиваемости. 8. Будет разработана новая методология лабораторных исследований нефтевытесняющих флюидов, буровых растворов, жидкостей глушения, и гелей ГРП с помощью микрофлюидных чипов-моделей горных пород.