В Казанском федеральном университете для увеличения объёма добычи трудноизвлекаемой, высоковязкой нефти предложили начинать её переработку непосредственно в пласте.

Авторы исследования аспирант кафедры физической химии КФУ Ильназ Ракипов (слева) и студент пятого курса Химического института им. А. М. Бутлерова КФУ Артём Петров измеряют вязкость нефти.

С помощью реометра оценивается вязкость нефти с катализаторами в условиях пласта.

В Казанском федеральном университете (КФУ) для увеличения объёма добычи трудноизвлекаемой, высоковязкой нефти предложили начинать её переработку непосредственно в пласте. То есть менять её физико-химические свойства ещё под землёй. Идея основана на закачивании катализаторов (ускорителей реакции) прямо в скважины. Однако реализовать её оказалось не так-то просто. Дело в том, что загружаемые в скважину катализаторы начинают преждевременно активироваться, из-за чего до пласта могут и не дойти. Сотрудники лаборатории реологических и термических исследований Химического института им. А. М. Бутлерова КФУ придумали способ, как обойти эту проблему.

«Мы предлагаем использовать прекурсоры* на основе железа, например карбонил железа. Это позволит доставлять катализаторы непосредственно в нужную точку активации; при подъёме температуры в пласте до 150^оC карбонил распадётся, и мы получим необходимый катализатор — окись железа», — рассказывает один из авторов работы, аспирант кафедры физической химии КФУ Ильназ Ракипов. В лаборатории занимаются фундаментальными исследованиями: изучают влияние структуры и строения катализаторов на физико-химические свойства нефти. Однако новая разработка может помочь решить практическую задачу уменьшения вязкости нефти, а значит, увеличить объёмы добычи сверхвязких (трудно извлекаемых) нефтей и природных битумов. Лабораторные испытания показали, что разработанные катализаторы уменьшают вязкость нефти на 40% благодаря увеличению содержания парафинов (лёгкой фракции) и уменьшению содержания смол (тяжёлой фракции).

Чтобы достичь таких результатов, сотрудники КФУ изучали воздействие различных катализаторов на процесс крекинга** и окисления тяжёлых фракций нефти и варьировали их прекурсоры. «Нас интересовало, насколько эффективность конечного катализатора зависит от его структуры и строения. Мы показали, что в присутствии предложенного соединения происходит изменение длины углеводородного скелета в смолах, при этом сильно изменяется молекулярная масса тяжёлых фракций, что влияет на свойства нефти. Полученный катализатор отличается от тех, что используются сегодня в нефтепереработке. Он состоит из смеси соединений железа с участием наноразмерных включений», — поясняет Ильназ Ракипов.

Отметим, что переработка тяжёлой нефти непосредственно в скважине решает ещё одну задачу — уменьшение экологических рисков благодаря консервации вредных компонентов под землёй.

В ближайших планах исследователей КФУ — испытания полученного катализатора непосредственно на месторождении одной из нефтяных компаний, заинтересовавшейся работой молодых учёных.

По информации пресс-службы Казанского федерального университета.

Комментарии к статье

* Прекурсор — химическое вещество, исходный компонент или участник промежуточных реакций при синтезе какого-либо вещества.

** Крекинг — от англ. cracking — расщепление. Высокотемпературная переработка нефти и её фракций с целью получения, как правило, продуктов меньшей молекулярной массы.

№11, 2016