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%. Такой подход оказался на 19% эффективнее по сравнению с действием одного лишь пара, который широко применяется при нефтедобыче. Предложенный метод поможет повысить энергоэффективность применяемых технологий. Результаты исследования опубликованы в журнале Industrial & Engineering Chemistry Research.
На данный момент чаще всего для извлечения тяжелой нефти в пласт закачивают перегретый пар. При этом в результате перехода пара в состояние воды пласт разогревается и нефть становится более подвижной. Чтобы сделать этот метод 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 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.
Сначала авторы смоделировали стандартную паровую обработку образцов тяжелой нефти в автоклаве. Оказалось, что такой подход снизил вязкость нефти на 39%. Затем исследователи добавили в автоклав ацетаты различных металлов: свинца, магния, натрия, цинка, меди и никеля. Ацетаты меди и никеля, совмещенные с действием пара, снизили вязкость исходной нефти на 58%, что на 19% 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% до 36%, тогда как при добавлении ацетата никеля — с 38% до 24%. Содержание легких углеводородов и ароматических соединений в этом случае возросло на 24% (с 62% до 76%). Суммарно эти эффекты и позволили добиться снижения вязкости на 58%.
Источник: Пресс-служба РНФ
Фото: Руководитель проекта - Фирдавс Алиев