Самозаживляющийся подвижный гель для повышения добычи тяжёлой нефти в суровых трещиноватых коллекторах

Трещиноватые пласты тяжёлой нефти характеризуются большой глубиной залегания и сложной сетью трещин, что приводит к значительным тепловым потерям при термических методах добычи. Существующие агенты для холодной добычи и закачки нефти демонстрируют недостаточную эффективность и низкую скорость сохранения вязкости в условиях высоких температур и высокой солёности. На основе сильного водородного связывания гидроксиломинированных органических соединений синтезирован методом «one-pot» функционализированный N‑метилглюкамином подвижный нефтезакачивающий гель (N‑MG@MFG) для повышения текучести, термостойкости и солестойкости в пластах тяжёлой нефти. N‑MG@MFG с вязкостью в диапазоне 221–854 мПа·с успешно получен с использованием тернарных сополимеров P(AM/ACMO/AMPS) в качестве скелета геля, фенольной смолы в качестве системы сшивки и N‑метилглюкамина в роли функционального модификатора. Этот новый гель демонстрирует беспрецедентную стабильность, сохраняя высокую вязкость выше 200 мПа·с при 150 °C и солёности 22 × 10^4 mg/L, значительно превосходя существующие агенты. Аппроксимация уравнением Аррениуса показывает, что N‑MG@MFG сохраняет свою исходную молекулярную структуру в экстремальных условиях. Особо отмечается его устойчивость к разведению и сдвиговым нагрузкам: коэффициент сохранения вязкости остаётся выше 69,8% после 85% разбавления и превышает 86,3% после трёх циклов сдвига, что свидетельствует о выдающихся самозаживляющих свойствах. Крио-сканирующая электронная микроскопия, протонный ядерный магнитный резонанс (1H NMR) и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS) показали уникальный механизм, при котором N‑метилглюкамин посредством водородных связей модулирует плотность сшивки полимера, придавая текучесть — свойство, отсутствующее в традиционных гелях. В экспериментах по закачке в керн N‑MG@MFG обеспечил выдающийся выход нефти: 75% при чистой заливке геля и 71% при заливке «шлагом» трещиноватых кернов, что представляет собой существенный прирост эффективности. Исследование не только заполняет пробел в разработке высокоэффективных агентов для закачки нефти в экстремальных условиях пласта, но и предлагает инновационную молекулярную концепцию проектирования, открывающую новые перспективы разработки тяжёлых нефтяных месторождений.