Учёные СФУ усовершенствовали технологию добычи трудноизвлекаемой нефти
21 января 2025 г. | наука
Изучив различные добавки-стабилизаторы, исследователи выяснили, что добавление солей лимонной и винной кислот, а также малоновой кислоты в концентрации 1% позволяет поддерживать высокий уровень стабильности наносуспензий на основе высокоминерализованных растворов. В результате наночастицы диоксида кремния избегают «слипания» и повышается коллоидная устойчивость наносуспензий.
Лабораторией физико-химических технологий разработки трудноизвлекаемых запасов углеводородов СФУ ведётся исследование свойств вытесняющих нефть наносуспензий различного состава, в том числе и тех, в состав которых входят наночастицы диоксида кремния.
«Мы столкнулись с проблемой: наносуспензии с диоксидом кремния хорошо справляются с вытеснением нефти из пласта, но работают они в низкоминерализованных составах, где концентрация соли не превышает 5-10 г/л. Однако до 30 % месторождений нефти в мире характеризуются именно высокой минерализацией подземных вод – до 300 г/л. Стабильность наносуспензий на основе таких вод низкая – добавленные туда наночастицы диоксида кремния начинают «сбиваться» в агломераты, а суспензия расслаивается на отдельные фазы», – сообщил соавтор исследования, младший научный сотрудник лаборатории физико-химических технологий разработки трудноизвлекаемых запасов углеводородов СФУ Роман Ваганов.
Учёный отметил, что решить задачу стабилизации наносуспензий на основе высокоминерализованной воды помогут относительно недорогие и доступные компоненты, которые заставят наночастицы диоксида кремния отталкиваться друг от друга.
«В рамках исследования изучали влияние концентрации и типа солей на стабильность наносуспензий диоксида кремния. Повышение коллоидной устойчивости наносуспензий в основном добиваются модификацией поверхности частиц диоксида кремния силоксановыми агентами. Однако такой способ трудоемкий и затратный. Мы пошли другим путём – использовали соли низкомолекулярных органических кислот, которые добавляли непосредственно при приготовлении суспензий. Особенно хорошо зарекомендовали себя лимонная и малоновая кислота. Эти компоненты отечественного производства имеют невысокую стоимость, при этом экономический эффект от их использования в добыче трудноизвлекаемой нефти обещает быть впечатляющим», – сообщил Роман Ваганов.
Такие стабилизаторы – соли уксусной, лимонной и винной кислоты – ранее не применялись для поддержания «агрегатного состояния» наносуспензий. Самой эффективной из всех в результате экспериментов оказала малоновая кислота, кальциевые соли которой, кстати, содержатся в больших количествах в корнеплодах свёклы. При использовании малоновой кислоты стабильность наносуспензий на основе высокоминерализованной воды соизмерима со стабильностью аналогичных суспензий, изготовленных на дистиллированной воде.
«Такие суспензии с добавлением низкомолекулярных органических кислот хранятся до месяца и практические не расслаиваются, что чрезвычайно выгодно для российских и мировых месторождений (по различным данным, количество «солёных» месторождений в мире составляет до половины всех разведанных). В настоящее время идёт подготовка к натурным испытаниям предложенного нами метода на месторождениях севера Красноярского края по заказу крупных промышленных партнёров СФУ», – подчеркнул учёный.
Исследование проведено в рамках госзадания Министерства науки и высшего образования Российской федерации (FSRZ-2020-0012).
Первыми рассказали ТАСС.