Российские ученые открыли новые свойства воды при добыче нефти

Ученые Казанского федерального университета (КФУ) совместно со специалистами российской нефтегазовой компании "Зарубежнефть" выяснили, что вода помогает снизить вязкость нефти при использовании на месторождениях технологий закачки пара и каталитического акватермолиза. Об этом в среду ТАСС сообщил завкафедрой разработки и эксплуатации месторождений трудноизвлекаемых углеводородов КФУ Михаил Варфоломеев.

"Компания "Зарубежнефть" использует для добычи тяжелых нефтей закачку водяного пара в скважину. Они закачивают в пласт этот пар при высокой температуре. За счет высокой температуры нефть снижает свою вязкость и ее можно добывать. Возник вопрос - вода выступает только в качестве агента для теплопередачи или непосредственно участвует в химическом процессе и помогает дополнительно снизить вязкость нефти", - сказал он.

По словам Варфоломеева, специалисты использовали уникальный комплекс оборудования по исследованию изотопов, а также установки для паротеплового воздействия.

"По результатам этой работы мы показали, что вода действительно способна при высоких температурах участвовать в химических реакциях с тяжелыми компонентами нефти и способствовать снижению ее вязкости. Также дополнительно мы посмотрели процесс каталитического акватермолиза, когда вместе с водяным паром в пласт закачиваются катализаторы. Оказалось, что и в этих процессах вода принимает активное участие и совместно с катализатором помогает еще эффективнее снижать вязкость нефти в процессе теплового воздействия", - сказал он.

Использование дейтерированной воды

В своей работе специалисты применяли дейтерированную (тяжелую) воду как изотопный маркер, позволяющий отследить, участвует ли вода в химических реакциях. Тяжелая вода имеет ту же химическую формулу, что и обычная вода, однако вместо двух атомов легкого изотопа водорода содержит два атома тяжелого изотопа водорода, дейтерия.

"Когда мы делаем из тяжелой воды пар и воздействуем им на нефть, то, если есть химическая реакция, атомы дейтерия попадают в состав молекул компонентов нефти. Если тяжелая вода действительно участвует в реакции, то мы можем увидеть эти изотопные метки специальными экспериментальными методами. И действительно мы увидели, что в нефти после паротеплового воздействия появились атомы дейтерия: следовательно, произошла химическая реакция с участием молекул тяжелой воды", - сказал Варфоломеев.

При использовании катализатора специалисты увидели, что в нефти появляется больший объем изотопных меток и ее вязкость снижается лучше. Таким образом им удалось показать, что катализатор действительно ускоряет процессы - каталитический акватермолиз работает. Ученые также смогли отследить по изотопным меткам, с какими соединениями нефти больше всего идет реакция. Они выяснили, что это в основном тяжелые компоненты нефти, смолы и асфальтены, - те, которые им необходимо превратить в более легкие с помощью реакции каталитического акватермолиза.

"Исследования проводились для образцов нефти с месторождения Бока де Харуко на Кубе. Сотрудники "Зарубежнефти" предоставили нам объекты, вместе с ними мы сформулировали цели, задачи работы. Сами эксперименты проводились в Казани, анализ результатов, подсчет велись с ними совместно. В этом исследовании использовался катализатор на основе никеля", - сказал Варфоломеев.

Работа опубликована в ежемесячном рецензируемом научном журнале Fuel, посвященном исследованиям в области топлива. Он издается Elsevier BV. Страна издательства - Нидерланды. Журнал основан в 1922 году.