西伯利亚联邦大学

专家们指出，由于复杂的采矿、地质和气候条件，在北极和一些邻近地区开发油气田十分困难。据他们称，在该地区有效开发该行业需要新的技术解决方案。

科学家们说，大多数石油和天然气井施工中使用的水基钻井液在永久冻土条件下几乎没有用武之地：钻井过程中溶液的不可逆损失相当高，井筒从水中解冻，导致井筒迅速破坏。

正如专家们解释的那样，在北极条件下，碳氢化合物溶液更为有效，与水基溶液不同，它可以避免粘土沉积物过度膨胀，从而使钻探过程以及其他一些问题变得更加复杂。

西伯利亚联邦大学的科学家建议使用纳米纤维氧化铝来改善碳氢化合物钻井液的性能。据他们介绍，这种添加剂将减少设备磨损和溶液损失，并有助于更有效地将钻出的岩石泵出井外。

纳米颗粒添加剂可以显著改变钻井液的功能特性。西伯利亚联邦大学研发难采碳氢化合物储存物理化学技术实验室科学研究员马克西姆-普里亚日尼科夫说："纤维或线等强非等距颗粒，即使数量很少，也能显著提高胶体溶液的稳定性，从而提高钻井作业的效率"。

研究人员表示，所提出的纳米纤维是一种独特的新一代晶体材料，具有超高的机械强度，并能形成稳定的分散体。

测试结果表明，在最佳浓度范围内，所使用的纳米纤维不仅能显著促进钻孔岩石的泵送，还能降低摩擦系数，将溶液损失减少 2.5 倍。

克西姆-普里亚日尼科夫指出："添加了纳米纤维的钻井液不仅能确保永久冻土层的井筒稳定性，还能确保页岩层的井筒稳定性，并且通过消除钻井液中标准有毒化学物质的使用来减少对环境的影响。

据西伯利亚联邦大学的科学家称，他们还全面研究了氧化铝纳米纤维对碳氢化合物基钻井液各种特性的影响。

科学家们使用的氧化铝纳米纤维是由这项研究的合著者—联邦研究中心“俄罗斯科学院西伯利亚分院克拉斯诺亚尔斯克科学中心”的员工--利用自己的技术在受控气体环境中对铝熔体进行氧化而获得的。

这项研究是在俄罗斯科学基金会 "开发新的微纳米流体技术以解决石油和天然气工业问题”的框架内进行的。

西伯利亚联邦大学是俄罗斯联邦大学间“优先权-2023”国家支持计划的参与者。