Ученые из Египетского института нефтяных исследований испытали новую технологию увеличения добычи нефти на зрелых месторождениях, в которой углекислый газ используется вместе с биополимером на основе ксантановой камеди – известный пищевой загуститель. Результаты показали, что такая комбинация позволяет извлекать значительно больше нефти, чем традиционная закачка воды или даже использование одного только CO₂.
Общеизвестно, что современные методы заводнения нефтяных месторождений не позволяют полностью извлечь нефть из пласта. Во многом это связано со свойствами самой воды: она движется по наиболее проницаемым каналам и не охватывает значительную часть залежи. В результате в породе может оставаться до трети первоначальных запасов нефти. Частично решить эту проблему помогает закачка углекислого газа. CO₂ растворяется в нефти, снижает ее вязкость и облегчает движение по порам породы. Кроме того, при контакте с газом нефть увеличивается в объеме, что также улучшает ее вытеснение. Однако и у этого метода есть серьезный недостаток: углекислый газ слишком подвижен. Он быстро прорывается через пласт по отдельным каналам и не успевает равномерно охватить месторождение.
Чтобы решить эту проблему, исследователи предложили использовать ксантановую камедь – известный пищевой загуститель, который обычно применяют при производстве соусов, десертов и молочных продуктов. В нефтяном пласте он выполняет другую функцию: делает закачиваемую жидкость более вязкой и замедляет движение газа. Благодаря этому поток распределяется более равномерно, а CO₂ начинает проникать в участки породы, которые раньше оставались недоступными.
Для проверки этой идеи ученые провели серию экспериментов на моделях песчаных пластов, насыщенных нефтью. Они сравнили несколько сценариев: обычное заводнение, закачку только CO₂, использование только полимера, а также комбинированные схемы, где газ и полимер подавались последовательно. Концентрация ксантановой камеди в растворе варьировалась от 1 до 2,5 грамма на литр.
Лабораторные испытания показали, что обычная закачка воды позволила извлечь около 70% нефти. Использование только углекислого газа повысило показатель до 83,3%, а применение одного лишь полимера – до 81,3%. Однако наилучший результат дала комбинация двух методов. Когда сначала в пласт закачивали CO₂, а затем раствор ксантановой камеди концентрацией 1,5 грамма на литр, коэффициент извлечения нефти достиг 94,3%. Иными словами, технология позволила дополнительно извлечь почти четверть нефти по сравнению с традиционным заводнением.
Ученые также провели компьютерное моделирование работы технологии на реальном месторождении. Расчеты подтвердили, что совместная закачка CO₂ и полимера позволяет дольше поддерживать стабильную добычу, снижает преждевременный прорыв воды и газа и обеспечивает более равномерное вытеснение нефти из пласта.
