Химики выяснили, что вязкость тяжелой нефти можно снизить на 58%, если обработать ее при помощи комбинации из водяного пара, солей уксусной кислоты и переходных металлов. Такой подход оказался на 19% эффективнее по сравнению с действием одного лишь пара, который широко применяется при нефтедобыче.
Традиционные нефть и газ на сегодняшний день составляют около 80% объема энергопотребления и служат ценным нефтехимическим сырьем. Однако, по прогнозам, запасы обычной, повсеместно используемой нефти иссякнут примерно через 50 лет, поэтому нефтедобывающие компании начинают использовать менее доступную тяжелую нефть - сырье с высокой вязкостью, плотностью и массой, из-за которых ее очень сложно извлечь из недр.
«Мы впервые продемонстрировали, что ацетаты металлов можно использовать для паротепловых технологий добычи тяжелой нефти. Эти недорогие и безопасные соединения помогут повысить энергоэффективность существующей технологии», - пояснил старший научный сотрудник Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета Фирдавс Алиев.
Обычно для добычи тяжелых марок нефти, отличающихся высокой вязкостью, нефтяники закачивают в скважины горячий водяной пар. Он прогревает пласты нефтеносных пород, в результате чего углеводороды становятся более текучими. Это упрощает их извлечение из скважины. Процедура требует существенных расходов энергии, что повышает себестоимость добычи нефти.
Российские ученые считают, что эффективность этого процесса можно значительным образом повысить, если вводить внутрь скважины не только пар, но и катализаторы, которые будут расщеплять самые тяжелые и трудноизвлекаемые компоненты нефти. Они обнаружили, что молекулы подобных катализаторов можно формировать прямо внутри месторождений, если вводить внутрь них ацетаты меди и никеля.
Введение солей в нефтеносные пласты приводит к образованию частиц сульфида меди и никеля, соединений серы и атомов данных переходных металлов, которые взаимодействуют с молекулами смол и асфальтенов, двух самых тяжелых компонентов нефти. Это приводит к снижению массовой доли высокомолекулярных углеводородов с 38% до 23,5%, а также к уменьшению температуры кипения нефти на 30%.
В результате этого вязкость тяжелой нефти снизилась на 58%, что на 19% повысило эффективность ее добычи по сравнению с использованием лишь паровой обработки пластов нефтеносных пород. Это, как надеются российские химики, дополнительно позволит снизить себестоимость извлечения подобных форм углеводородов и сделает их добычу более рентабельной.
Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда, опубликованы в журнале Industrial & Engineering Chemistry Research.
Источник: Российский научный фонд.
Фото: Фирдавс Алиев.
Актуальные новости о нефти и газе на нашем сайте: агентство нефтегазовой информации