Ученые Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета совместно с АО "Зарубежнефть" разработали водорастворимый катализатор для увеличения вытеснения сверхвязких нефтей.
Инновационная идея, реализованная в лабораториях Казанского федерального университета, поможет нефтедобывающим компаниям повысить добычу сверхвязкой нефти и одновременно улучшить ее качество без сложных изменений в инфраструктуре. Проведенные исследования демонстрируют высокую технологическую эффективность паротеплового воздействия с использованием водорастворимого катализатора на основе никеля. Важные результаты лабораторных исследований были опубликованы в Scientific Reports - https://www.nature.com/articles/s41598-025-26102-0.
"Водорастворимый катализатор на месторождении сверхвязкой битуминозной нефти закачивают в скважину, после чего в нее начинают подавать пар. В результате ускоряются реакции акватермолиза, при этом водорастворимый катализатор адсорбируется на поверхности породы", - поясняет младший научный сотрудник НИЛ "Внутрипластовое горение" ИГиНГТ КФУ Айдар Тазеев.
Как и где оседает катализатор, при каких температурах повышается его эффективность, каким образом будут "разрушены" тяжелые молекулы нефти на более легкие - опубликованная работа предоставляет ответы на все данные вопросы. Если быть точными, ученым удалось показать, что привычный промышленный сульфат никеля может выполнять роль недорогого прекурсора катализатора, реализующего свою функцию прямо в нефтяном пласте. Попадая в пористую среду, соединение никеля не вымывается с добываемой нефтью при высоких температурах и покрывает поверхность минеральной основы, что продлевает его технологическую эффективность.
"Разработанный водорастворимый катализатор имеет комплексное воздействие, не только увеличивая нефтеотдачу, но и необратимо снижая вязкость извлеченной нефти. Этот инновационный подход позволяет начинать переработку нефти еще в пласте, что немаловажно при добыче сверхвязких углеводородов", - рассказал научный сотрудник НИЛ "Внутрипластовое горение" ИГиНГТ Ильгиз Минханов.
Высокая степень адсорбции катализатора на поверхности породы продлевает его технологическую эффективность при повторном паротепловом воздействии - в этом и состоит идея работы. Ученые КФУ одни из первых достигли таких результатов в данной области исследования. Использование катализатора позволяет повысить извлечение сверхвязких нефтей более чем на 36 процентов.
"В работе впервые для карбонатных коллекторов показана эффективность внутрипластового облагораживания битуминозной нефти при паротепловом воздействии совместно с закачкой водорастворимого катализатора на основе сульфата никеля, а также оценены его адсорбция и поведение в пористой среде. Установлено, что при фильтрационных керновых исследованиях около 99 процентов никельсодержащего прекурсора катализатора остается в породе", - рассказал об итогах эксперимента младший научный сотрудник НИЛ "Внутрипластовое горение" Амин Аль-Мунтасер.
Кроме повышения нефтеотдачи существенно изменяются физико-химические свойства битуминозной нефти после гидротермального воздействия с предварительной закачкой раствора сульфата никеля.
"Нами были изучены различные режимы закачки катализатора. В результате было зафиксировано снижение вязкости более чем в 20 раз по сравнению с исходной нефтью после экспериментов в оптимальных условиях. Также мы наблюдали уменьшение доли асфальтенов и фракции смол. В целом применение водорастворимых систем позволяет отказаться от использования органических растворителей, применяемых для доставки нефтерастворимых прекурсоров катализаторов в пласт. В связи с этим у технологии имеется хороший практический потенциал", - отметил научный руководитель проекта Российского научного фонда, ведущий научный сотрудник НИЛ "Внутрипластовое горение" Михаил Варфоломеев.
Сегодня предложенная технология полностью готова к опытно-промышленному применению, которое запланировано в 2025-2026 годах. Данная работа подтверждает хороший потенциал развития взаимодействия науки и бизнеса при реализации проектов лабораторий мирового уровня РНФ. Полученные результаты обеспечат прочную основу для будущих исследовательских и технологических инициатив при разработке месторождений трудноизвлекаемых углеводородов.
Источник: