В КФУ доказали, что водорастворимый катализатор на основе никеля при гидротермальном воздействии повышает качество и увеличивает количество получаемой синтетической нефти

Ученые Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета установили, что добавка сульфата никеля интенсифицирует внутрипластовое (in-situ) преобразование керогенсодержащих доманиковых отложений и улучшает качество получаемой синтетической нефти при гидротермальном воздействии.

«Мы добились не только прироста выхода, но и ощутимого «облегчения» синтетической нефти при реалистичных режимах гидротермальной обработки, – сообщил научный сотрудник НИЛ «Генерация, хранение и транспортировка водорода и энергоносителей с низким углеродным следом» ИГиНГТ Амин Аль-Мунтасер.

Полученные в ходе исследований данные представлены в статье, опубликованной в журнале Fuel.  

«Гидротермальные эксперименты продемонстрировали, что использование сульфата никеля повышает выход синтетической нефти на 6 процентов при нагреве пласта до 300 градусов Цельсия, на11,55 процента – при нагреве до 350 градусов и на 10,96 процента – при нагреве до 400 градусов, – говорит Амин Аль-Мунтасер. – При этом было установлено, что при 350 градусах не только происходит наибольший прирост синтетической нефти, но и значительно улучшаются ее качественные показатели. В частности, увеличивается количество легких фракций C₉–C₂₀ относительно тяжелых C₂₁–C₃₂».

Анализ компонентного состава и свойств синтетической нефти осуществлялся с помощью различных методов, таких, как: газовая хроматография (ГХ), газовая хромато-масс-спектрометрия (ГХ-МС),  метод ЯМР-релаксации в низких магнитных полях( LF-NMR).

«Было установлено, что катализатор при нагреве породы до 350–400 градусов способствует гидрогенизации и деструкции тяжелых компонентов (смол, асфальтенов) до более легких алифатических и ароматических углеводородов. Увеличивается соотношение водорода к углероду и снижается содержание серы. С помощью рентгенофазового анализа отработанной породы было зафиксировано образование никельсульфидной активной фазы (Ni_хS₆) – прямое свидетельство гидрообессеривания в водной среде», – рассказал один из соавторов исследования, инженер НИЛ «Генерация, хранение и транспортировка водорода и энергоносителей с низким углеродным следом» Шади Абдульрахман Саид.

По словам ученого, был обнаружен еще один положительный эффект – улучшение смачиваемости порового пространства. Это облегчает закачку катализатора вместе с паром и распределение каталитического раствора.

«Однопроцентный раствор сульфата никеля снижает контактный угол доманиковой породы с 64,85 градусов до 26,9 градусов спустя одну минуту стабилизации при 65 градусах Цельсия и давлении 120 бар», – уточнил он.  

По словам представителя ИГиНГТ, инновационность подхода заключается в использовании доступного водорастворимого прекурсора, совместимого с гидротермальными технологиями.

Предложенный учеными КФУ подход может быть интегрирован в существующие паротепловые технологии разработки низкопроницаемых коллекторов и нефтематеринских пород. Это позволит обеспечить более высокое качество получаемой синтетической нефти, а также поможет снизить выбросы углеводородов в атмосферу. Повышение смачиваемости порового пространства упрощает доставку каталитического агента, что способствует эффективности добычи нефти.

Работа выполнена в рамках реализации Программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030» по проекту «Сверхкритические флюидные технологии для повышения эффективности добычи нефти в низкопроницаемых коллекторах и нефтематеринских породах».

Автор: Лариса Бусиль, фото из личного архива Амина Аль-Мунтасера