Ученые КФУ первыми выявили синергетический эффект стеарата никеля и декалина на кинетику процессов, протекающих при добыче тяжелой нефти
Проект поддержан Российским фондом научных исследований.
Ученые Института геологии и нефтегазовых технологий КФУ, на базе лаборатории мирового уровня, подтвердили благоприятный эффект сочетания катализатора и донора водорода при акватермолизе.
Катализаторы акватермолиза и растворители, которые способны вырабатывать водород при повышенных температурах, являются перспективными агентами для повышения эффективности добычи нефти с использованием технологий закачки водяного пара.
Для справки: Процесс акватермолиза позволяет снижать вязкость тяжелой нефти и содержание серы в ее составе. В последние годы он используется в промышленных целях для добычи и частичной переработки тяжелой нефти в пластовых условиях.
Совместное использование внутрипластовых катализаторов и закачки пара позволяет извлекать высоковязкую нефть с глубины до 1 километра. И если эффективное влияние соединений на основе никеля и декалина для нефтяной индустрии далеко не тайна, то необходимой кинетической модели, которая бы на количественном уровне выявила бы синергетический эффект данных добавок, разработано не было.
На текущем этапе исследования ученые объединили свойства двух реагентов для оптимизации технологии. Синергетический эффект наблюдался благодаря использованию стеарата никеля в роли прекурсора катализатора и декалина в качестве донора водорода. Результаты научной работы опубликованы в Journal of Molecular Liquids.
«Это исследование достоверно показывает, что использование двух добавок увеличивает скорость протекания реакций, обеспечивающих получение более легких фракций, способствуя конверсии крупных макромолекул в составе нефти и препятствуя вторичным реакциям крекинга первых, которые напрямую влияют на свойства нефти», – сообщил научный сотрудник НИЛ Внутрипластовое горение Тирадо Кота Алексис.
В рамках работы была разработана отдельная кинетическая модель акватермолиза тяжелой нефти Ашальчинского месторождения. Погрешность кинетической модели не превысила 5%.
«Результаты имеют решающее значение для получения более полного понимания влияния донора водорода на механизм каталитической реакции. Это первая разработанная кинетическая модель, которая рассматривает синергетическое влияние растворителя и катализатора, направленное на увеличение конверсии высокомолекулярных фракций в тяжелых нефтях», – рассказал научный сотрудник НИЛ «Внутрипластовое горение» Феликс Гильермо.
Подход, разработанный для оценки кинетических параметров и анализа результатов с феноменологической точки зрения химических реакций, является совершенно новым. Предложенная кинетическая модель точно представляет основные изменения в реакциях, протекающих в результате использования растворителей в условиях акватермолиза.
«В рамках проекта РНФ мы разрабатываем и подбираем оптимальные композиции, включающие не только каталитические системы, но и растворители, способные к процессам дегидрирования в пластовых условиях при тепловом воздействии. Все это позволит повысить эффективность добычи тяжелой нефти и снизить экологическую нагрузку на окружающую среду, поскольку использование химических добавок уменьшает объемы закачки пара, что приведет к меньшим выбросам в окружающую среду и снизит потребление пресной воды для разработки месторождений трудноизлекаемых углеводородов» – поделился научный руководитель проекта РНФ, заведующий кафедрой разработки и эксплуатации месторождений трудноизвлекаемых углеводородов ИГиНГТ Михаил Варфоломеев.
Используемые методы и полученные результаты обеспечат прочную основу для будущих исследовательских и технологических инициатив, направленных на повышение производительности объектов с большими запасами тяжелой нефти, которых в России несколько десятков миллиардов тонн.
