Источник фото — rscf.ru
Одним из основных методов добычи «тяжелой» нефти является закачка перегретого пара, который при переходе в состояние воды разогревает пласт, делая нефть более «подвижной». Чтобы повысить энергоэффективность этого метода нефтедобычи, вместе с паром в пласт вводятся катализаторы, которые обеспечивают разрушение самых «тяжелых» компонентов нефти – смол и асфальтенов. Это обеспечивает повышение нефтеотдачи пласта, при этом извлеченная из недр нефть легче поддается транспортировке и переработке.
Ученые из Казанского федерального университета предложили использовать соли уксусной кислоты (ацетаты) с переходными металлами в качестве дополнения к паровой обработке. Из этих соединений в пласте образуются частицы сульфидов соответствующих переходных металлов, которые выступают активной формой катализатора, воздействующего на химические связи между углеродом и серой в смолах и асфальтенах.
Сначала авторы смоделировали стандартную паровую обработку образцов тяжелой нефти в лабораторном реакторе – автоклаве. Оказалось, что такой подход снизил вязкость нефти на 39%. Затем исследователи добавили в автоклав ацетаты различных металлов — свинца, магния, натрия, цинка, меди и никеля — и сравнили свойства нефти, прошедшей такую комбинированную (пар вместе с катализатором) обработку с результатами предыдущего эксперимента, где использовался только пар. Ацетаты меди и никеля, совмещенные с действием пара, снизили вязкость исходной нефти на 58%, что превысило показатели очистки одним лишь паром. Такой эффект связан с тем, что катализатор ускорил разрыв химических связей в длинных молекулах смол и асфальтенов.
Анализ химического состава нефти до и после термокаталитического воздействия показал, что под действием пара доля тяжелых соединений уменьшилась с 38% до 36%, тогда как при добавлении ацетата никеля — с 38% до 24%. Содержание легких углеводородов и ароматических соединений в последнем случае возросло на с 62% до 76%. Суммарно эти эффекты обеспечили снижение вязкости на 58%.
«Мы впервые продемонстрировали, что ацетаты металлов можно использовать для паротепловых технологий добычи тяжелой нефти. Эти недорогие и безопасные соединения помогут повысить энергоэффективность существующей технологии. В дальнейшем мы планируем провести испытания в условиях реального нефтеносного пласта, чтобы доказать возможность использования предложенного подхода на практике», – цитирует Российский научный фонд руководителя исследования, кандидата технических наук Фирдавса Алиева.
