В СФУ сделали шаг в сторону промышленного перехода к высокоэкологичной экономике в России
Ученые Сибирского федерального университета обосновали преимущества новой технологии добычи углеводородов с помощью сверхкритической жидкости. Используя ее, можно увеличить нефтеотдачу пласта и расширить объемы добычи трудноизвлекаемого углеводородного сырья из недр. Применение новых технологий поможет осуществить промышленный переход к высокоэкологичной экономике в России и производить новое оборудование для использования сверхкритических флюидов в нефтегазовой отрасли.
Статья опубликована в Sustainability. Сверхкритическая жидкость (англ. supercritical fluid – сверхкритический флюид, СКФ, СКЖ, SCF) – это состояние вещества, при котором исчезает различие между жидкой и газовой фазой. Проще говоря, это нечто среднее между газом и жидкостью. В такое состояние способны переходить многие органические и неорганические вещества, достигая определенной температуры и давления. Например, для воды критическая точка равна tкр = 374,2° С и ркр = 21,4 МПа, а для диоксида углерода – tкр = 31° С и ркр = 7,38 МПа.
Сверхкритическую жидкость применяют для производства и обработки полимеров, в пищевой промышленности, фармацевтике и медицине, для получения новых материалов и биодизельного топлива, для переработки биоматериалов и регенерации сорбентов. «Сверхкритическую жидкость в нефтегазовой отрасли используют в основном в нефтехимической промышленности. Например, в рамках технологии сверхкритической экстракции, благодаря способностям СКФ растворять вещества и получать новые.
Такие флюиды только начинают внедряться — проводятся исследования по применению СКФ для переработки и утилизации нефтешламов, для гидроразрыва пласта, растворения и получения новых веществ из асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО), а также для увеличения нефтеотдачи пласта», – сообщила соавтор исследования, старший научный сотрудник лаборатории биотопливных композиций и лаборатории физико-химических технологий разработки трудноизвлекаемых запасов углеводородов, доцент кафедры машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов СФУ Прасковья Павлова.
В нефтегазовой промышленности для увеличения нефтеотдачи пласта за рубежом широко внедряют закачку диоксида углерода в пласт, технология известна с 1970-х годов. А вот применение и изучение сверхкритического диоксида углерода для вытеснения нефти и увеличения коэффициента извлечения нефти только начинает набирать обороты в мировой добывающей отрасли. Способность сверхкритических жидкостей проникать в пористые среды делает их привлекательными для извлечения трудноизвлекаемого углеводородного сырья из недр.
Ученые отметили, что сверхкритические флюиды проникают в пористые среды легче, чем жидкости, кроме того, они превосходят газы и жидкости в способности растворять вещества. Меняя параметры давления и температуру, можно «отрегулировать» многие свойства СКФ. При этом у таких флюидов есть недостатки — они легко растворяют резину или полимеры, что может навредить существующему оборудованию, а процесс получения СКФ требует высокого давления и температуры, а это приводит к энергетическим затратам. Хотя, например, вода в глубинах Земли может находиться в сверхкритическом состоянии.
«Из сверхкритических технологий в нефтегазовой отрасли наиболее распространено применение сверхкритического диоксида углерода. Это означает, что можно создать и внедрить технологию с нулевым выбросом диоксида углерода, чтобы он улавливался и закачивался в пласт или применялся в нефтехимической промышленности. Для нефтяных корпораций это возможность стать более экологичными и безопасными для окружающей среды, что особенно актуально для нефтедобычи в условиях хрупкой экосистемы Российской Арктики. Нужен новый подход к технике и технологии добычи, подготовки и переработки нефти», – рассказал директор Института инженерной физики и радиоэлектроники СФУ Андрей Минаков.
Ученый уточнил, что новые технологии — это новая ниша на рынке, и у российских производителей есть все шансы стать одними из первых участников промышленного перехода к «зеленой» экономике. Также открываются перспективы для производства в России нового оборудования, адаптированного к применению сверхкритических флюидов для нефтегазовой отрасли.
«В США, Канаде, Мексике и Венесуэле практикуется закачивание диоксида углерода в пласт, циклическая закачка воды и газа (WAG-технологии или Huff-n-Puff process). Однако вопрос управления процессом сверхкритического диоксида углерода внутри нефтяных скважин до сих пор изучается. В России растет количество месторождений с высоковязкими видами нефти и битума, и очень нужны новые технология для их извлечения. К тому же, попутно они позволят решать вопрос снижения выбросов парниковых газов», — подчеркнул Андрей Минаков.
Исследователи сообщили, что из-за высокой растворяющей способности СКФ особое внимание нужно уделять резиновым и пластмассовым деталям нефтедобывающего оборудования (манжеты, уплотнительные и упаковочные элементы и так далее). Насосно-компрессорные трубы, применяемые для закачки диоксида углерода с водой, должны быть покрыты пластиком или иметь эпоксидные вкладыши из стекловолокна. Зарубежный опыт показал, что при соблюдении мер смягчения коррозии углеродистые стали могут безопасно применяться для закачки сверхкритического диоксида углерода.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Физики Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ совместно с коллегами из Алферовского университета и ИТМО показали, как управлять свечением углеродных точек, помещая их на полупроводниковые нанопровода.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно