• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
20 мая
РНФ
388

Соли уксусной кислоты упростят добычу тяжелой нефти

4.4

Ученые выяснили, что ацетаты — соли уксусной кислоты с переходными металлами — в комбинации с паровой обработкой снижают вязкость тяжелой, а потому трудно добываемой нефти на 58 процентов. Такой подход оказался на 19 процентов эффективнее по сравнению с действием одного лишь пара, который широко применяется при нефтедобыче.

Руководитель проекта Фирдавс Алиев
Руководитель проекта Фирдавс Алиев, старший научный сотрудник / © Личный архив Фирдавса Алиева, пресс-служба РНФ

Предложенный метод поможет повысить энергоэффективность применяемых технологий. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Industrial & Engineering Chemistry Research.

Несмотря на стремление перейти от использования ископаемого топлива к альтернативным источникам энергии, традиционные нефть и газ на сегодняшний день составляют около 80 процентов 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. Из-за трудностей, связанных с добычей, производство нефтепродуктов на основе тяжелой нефти очень дорогое. Более того, сырье приходится дополнительно очищать от высокомолекулярных примесей — смол, асфальтенов и других, которые в большом количестве содержатся в тяжелой нефти.

Чаще всего для извлечения такой нефти в пласт закачивают перегретый пар. При этом в результате перехода пара в состояние воды пласт разогревается и нефть становится более подвижной. Такой метод нефтедобычи энергозатратен, и, чтобы сделать его эффективнее, можно вместе с паром вводить в пласт катализаторы. Эти соединения обеспечивают разрушение самых «тяжелых» компонентов нефти — смол и асфальтенов. Это и обеспечивает повышение нефтеотдачи пласта, а добытая нефть легче поддается транспортировке и переработке.

Ученые из Казанского (Приволжского) федерального университета (Казань) для снижения вязкости тяжелой нефти предложили использовать соли уксусной кислоты с переходными металлами (ацетаты) в качестве дополнения к паровой обработке. Эти соединения служат предшественниками катализатора — из них в пласте образуются частицы сульфидов соответствующих переходных металлов. Они выступают активной формой катализатора, воздействующего на химические связи между углеродом и серой в смолах и асфальтенах.

Изображение частиц активной формы катализатора, отделенного от нефти после экспериментов. Снимок получен с помощью сканирующего электронного микроскопа / © Фирдавс Алиев, пресс-служба РНФ

Сначала авторы смоделировали стандартную паровую обработку образцов тяжелой нефти в лабораторном реакторе — автоклаве. Оказалось, что такой подход снизил вязкость нефти на 39 процентов. Затем исследователи добавили в автоклав ацетаты различных металлов — свинца, магния, натрия, цинка, меди и никеля — и сравнили свойства нефти, прошедшей такую комбинированную (пар вместе с катализатором) обработку с результатами предыдущего эксперимента, где использовался только пар. Ацетаты меди и никеля, совмещенные с действием пара, снизили вязкость исходной нефти на 58 процентов, что на 19 процентов превышает показатели очистки одним лишь паром. Такого эффекта удалось достичь благодаря тому, что катализатор ускорил разрыв химических связей в длинных молекулах смол и асфальтенов.

Авторы доказали, что количество тяжелых высокомолекулярных фракций в нефти действительно снизилось, проанализировав химический состав нефти до и после термокаталитического воздействия. Оказалось, что под действием пара доля тяжелых соединений уменьшилась с 38 процентов до 36, тогда как при добавлении ацетата никеля — с 38 процентов до 24. Содержание легких углеводородов и ароматических соединений в этом случае возросло на 24 процента (с 62 до 76). Суммарно эти эффекты и позволили добиться снижения вязкости на 58 процентов.

«Мы впервые продемонстрировали, что ацетаты металлов можно использовать для паротепловых технологий добычи тяжелой нефти. Эти недорогие и безопасные соединения помогут повысить энергоэффективность существующей технологии. В дальнейшем мы планируем провести испытания в условиях реального нефтеносного пласта, чтобы доказать возможность использования предложенного подхода на практике», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Фирдавс Алиев, кандидат технических наук, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Внутрипластовое горение» Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского (Приволжского) федерального университета.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
РНФ осуществляет финансовую и организационную поддержку фундаментальных и поисковых научных исследований посредством финансирования прошедших конкурсный отбор научных, научно-технических программ и проектов.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Сегодня, 11:02
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

Позавчера, 13:10
Полина Меньшова

Хотя доступ к словам, синтаксическим структурам и нелингвистическим символам способен облегчить некоторые когнитивные процессы, язык вряд ли можно считать основой любой формы мышления. К такому выводу пришли ученые из США, проанализировав данные исследований за последние 20 лет.

Позавчера, 10:10
Александр Березин

Восемьдесят лет назад началось наступление советских войск в Белоруссии — операция «Багратион». Дальше случилось нечто крайне необычное: Ставка рассчитывала ударить на 150-200 километров в глубину. Но в итоге наступать пришлось на 600 километров. Почему немецкий фронт так быстро развалился, хотя войска Гитлера в 1944 году были материально обеспечены лучше, чем когда-либо еще во Второй мировой войне? И отчего Красная армия не смогла до конца воспользоваться плодами своих побед?

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

Сегодня, 11:02
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

20 июня
МПСУ

Эмоциональное выгорание ИТ-специалиста напрямую связано с его личностными характеристиками. С профессиональными перегрузками и стажем связи нет. К такому выводу пришли ученые МПСУ, которые исследовали ИТ-специалистов двух компаний. Жизнестойкость, то есть способность человека выдерживать стрессовые ситуации без снижения успешности деятельности, в совокупности с внутренней положительной мотивацией формируют иммунитет к эмоциональному выгоранию специалиста в ИТ-сфере. Блокаторами стали интерес к работе и профессиональная удовлетворенность.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно