Пена может стать более экологичным вариантом для нефтяников

Исследователи из Принстонского университета экспериментально изучили механизм образования трещин с помощью пены, которая использует на 90% меньше воды по сравнению с традиционными жидкостями для гидроразрыва пласта (ГРП). Результаты работы, проведенной под руководством профессора Говарда Стоуна, опубликованы 26 июля в журнале PNAS.

Гидроразрыв пласта критически важен для энергетики, но требует больших объемов пресной воды и производит значительное количество сточных вод. Пены на водной основе, где жидкость составляет лишь около 10% объема, а основное пространство занимают газовые пузырьки, являются альтернативой. Однако поведение сжимаемой пены при образовании трещин сложнее, чем у несжимаемой жидкости, и ранее было плохо изучено. В лабораторном эксперименте ученые моделировали ГРП, вводя обычную пену (пену для бритья) в камеру, заполненную желатином, что позволило изучить параметры вязкости и скорости нагнетания.

«Использование пены значительно меняет динамику распространения трещины по сравнению со стандартными случаями закачки воды», — отметила ведущий автор статьи Чинг-Яо Лай. Она добавила, что метод пенного ГРП уже применяется в Канаде для минимизации расхода воды и снижения экологического ущерба, что и мотивировало данное физическое исследование. Полученный анализ может быть применен и к другим системам, использующим сжимаемые пены, например, в пожаротушении или накоплении энергии.