ПРИМЕНЕНИЕ ГЕЛЕВЫХ ЧАСТИЦ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГАЗОПРОРЫВА ПРИ CO₂-ЗАВОДНЕНИИ ПЛАСТОВ

Заводнение с использованием диоксида углерода (CO2), являясь одним из наиболее распространенных методов увеличения нефтеотдачи (МУН) на сегодняшний день, характеризуется высокой эффективностью вытеснения нефти, экологической безопасностью и экономической целесообразностью. Данный метод получил широкое развитие и применение при разработке нефтегазовых месторождений. Однако в процессе CO2-заводнения из-за значительной неоднородности пласта по проницаемости, а также низкой плотности и вязкости CO2 часто возникают прорывы газа. Это явление может негативно сказаться на нормальной производительности нефтяных скважин. С развитием технологии CO2-заводнения эффективное предотвращение прорывов газа стало ключевым фактором повышения коэффициента извлечения нефти. Гелевые частицы как экономически выгодные и эффективные системы обладают высокой стабильностью, адаптивностью и прочностью, что обусловило их широкое применение в разработке месторождений и открыло большие перспективы для дальнейшего использования. В данной статье представлен всесторонний обзор классификации и современного состояния систем на основе гелевых частиц, применяемых для борьбы с прорывами газа при CO2-заводнении. Рассматриваются механизмы действия нескольких типов гелевых частиц, включая предварительно сформированный частичный гель, полимерные микросферы и диспергированный частичный гель. Анализируется текущий статус их разработки и применения в отечественной и зарубежной практике. Кроме того, обсуждаются будущие направления исследований и перспективы их применения.

1. Wang G., Li Y., Wang R., et al. Recent advances in geological carbon dioxide storage and utilization // Oil & Gas Geology. – 2024.– Vol. 45. – No. 04. – P. 1168–1179.

2. Zhu D., Shi C., Zhao Y., et al. Research Progress and Application of Chemical Plugging Materials and Method for Carbon Dioxide Flooding // Xinjiang Oil & Gas. – 2023. – Vol. 19. – No. 01. – P. 65–72.

3. Yang H., Lv Z., Wang L., et al. Stability mechanism of controlled acid-resistant hydrophobic polymer nanospheres on CO2 foam // Fuel. – 2023. – Vol. 346. – P. 128332.

4. Yang H., Jiang H., Xu Z., et al. Development and evaluation of organic/metal ion double crosslinking polymer gel for anti-CO2 gas channeling in high temperature and low permeability reservoirs // Petroleum Science. – 2025. – Vol. 22. – No. 2. – P. 724–738.

5. Wu Y., Zhai L., Lu S., et al. Progress of CO2 Flooding Technology in the Context of Carbon Neutrality // Shandong Chemical Industry. – 2023. – Vol. 52. – No. 01. – P. 109–111.

6. Liu Y., Liu Q. A review of channeling blocking gel systems for CO2 flooding // Petroleum Geology and Recovery Efficiency. – 2023. – Vol. 30. – No. 02. – P. 122–134.

7. Lei W., Cai S., Chen W., et al. Integrated Study on Carbon Dioxide Geological Sequestration and Gas Injection Huff-n-Puff to Enhance Shale Oil Recovery // Energies. – 2024. – Vol. 17. – No. 8. – P. 1957.

8. Sarah B., Frederic D., Frederic R., et al. Characterization of Viscous Fingering and Channeling for the Assessment of Polymer-Based Heavy Oil Displacements // Transport in Porous Media. – 2020. – Vol. 131. – No. 3. – P. 873–906.

9. Luo Z., Wang L., Wang J., et al. Pore-scale modeling of preformed particle gel (PPG) extrusion in porous media // Chemical Engineering Research and Design. – 2024. – Vol. 204. – P. 591–600.

10. Wang J., Liu H., Zhang H., et al. Simulation of deformable preformed particle gel propagation in porous media // AIChE Journal. – 2017. – Vol. 63. – No. 10. – P. 4628–4641.

11. Zhu D., Xu Z., Sun R., et al. Laboratory evaluation on temporary plugging performance of degradable preformed particle gels (DPPGs) // Fuel. – 2021. – Vol. 289. – P. 119743.

12. Zhou B., Kang W., Yang H., et al. Preparation and properties of an acid-resistant preformed particle gel for conformance control // Journal of Petroleum Science and Engineering. – 2020. – Vol. 197. – P. 107964.

13. Paprouschi A., Fatemi M., Ghazanfari M. H. Effect of silicate sodium and graphene nanoplatelets on morphology and rheology characteristics of new synthesized preformed particle gel (PPG) for water shut-off treatment // Journal of Petroleum Science and Engineering. – 2021. – Vol. 204. – P. 108736.

14. Deng J., Zhao H., Zheng H., et al. CO2-responsive preformed particle gels with high strength for CO2 conformance control in heterogeneous reservoirs // Fuel. – 2025. – Vol. 379. – P. 133040.

15. Wei Z., Zhang J., Liu J., et al. Enhancing thermal stability of preformed particle gels (PPGs) under high temperature: The role of crosslinkers // Journal of Molecular Liquids. – 2025. – Vol. 425. – P. 127208.

16. Li X., Gao D., Zheng L., et al. Review of polymer microsphere profile control agents, Applied Chemical Industry. – 2023. – Vol. 52. – No. 06. – P. 1847–1854.

17. Ma L., Liu X., Yang T., et al. Preparation and CO2 flooding plugging channeling performance of acid resistant nanospheres // China Surfactant Detergent & Cosmetics. – 2022. – Vol. 52. – No. 02. – P. 109–115.

18. Jiang H., Yang H., Pan R., et al. Performance and enhanced oil recovery efficiency of an acid-resistant polymer microspheres of anti-CO2 channeling in low-permeability reservoirs // Petroleum Science. – 2024. – Vol. 21. – No. 4. – P. 2420–2432.

19. Zheng X., Mei Z., Zhou X., et al. CO2-Responsive Polymer Microspheres for Controlling CO2 Breakthrough in Tight Reservoirs // Arabian Journal for Science and Engineering. – 2023. – Vol. 48. – No. 12. – P. 16783–90.

20. Mu M., Yin H., Feng Y. CO2-responsive polyacrylamide microspheres with interpenetrating networks // Journal of Colloid and Interface Science. – 2017. – Vol. 497. – P. 249–257.

21. Zhao G., You Q., Gu C., et al. Preparation mechanism of multiscale dispersed particle gel // Acta Petrolei Sinica. – 2017. – Vol. 38. – No. 07. – P. 821–829.

22. Zhu Z., Li L., Liu J., et al. Probing the effect of Young's modulus on the plugging performance of micro-nano-scale dispersed particle gels // Petroleum Science. – 2022. – Vol. 19. – No. 02. – P. 688–696.

23. Ji W., Dai C., Cao Y., et al. A novel CO2-resistant dispersed particle gel for gas channeling control in low-permeability reservoirs // Journal of Molecular Liquids. – 2023. – Vol. 374. – P. 121251.

24. Du L., Xiao Y., Jiang Z., et al. High-Temperature Stable Dispersed Particle Gel for Enhanced Profile Control in Carbon Capture, Utilization, and Storage (CCUS) Applications // Engineering. – 2025. – Vol. 48. – P. 128–140.

25. Zhu D., Luo R., Liu Y., et al. Development of re-crosslinkable dispersed particle gels for conformance improvement in extremely high-temperature reservoirs // Petroleum Science. – 2022. – Vol. 19. – No. 06. – P. 2922–2931.