Ученые Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета разработали термобарохимическую технологию внутрипластового облагораживания тяжелой нефти с применением наночастиц металлического натрия и успешно испытали ее на месторождениях Республики Татарстан.

«Такие технологии основаны на использовании энергии экзотермических реакций, которые происходят при закачке некоторых соединений в нефтяной пласт. Инновационным является применение металлического натрия, стабилизированного в углеводородной фазе. После закачки и в процессе фильтрации наночастицы натрия реагируют с водой с выделением тепла и активного водорода», – объясняет главный научный сотрудник НИЛ «Внутрипластовое горение» Алексей Вахин. 

Сочетание теплового воздействия с химическими процессами, направленными на снижение вязкости нефти и улучшение ее подвижности, позволяет повысить нефтеотдачу пласта, облегчить транспортировку и последующую переработку черного золота.

В ходе экспериментов, направленных на оптимизацию нефтедобычи, научные сотрудники НИЛ «Внутрипластовое горение» установили, как будет происходить процесс облагораживания черного золота в широком температурном интервале в присутствии органодисперсии металлического натрия. Результаты исследования опубликованы в журнале Fuel.

В лаборатории КФУ были созданы условия, имитирующие паротермическую обработку добываемой жидкости при различных температурах (150–300 градусов) и начальном давлении 10 бар. Эксперименты проводились с образцами тяжелой нефти с месторождения Ашалча.

Для исследования происходящих процессов применялись различные аналитические методы: газовая хроматография, рентгенофлуоресцентная спектроскопия, анализ SARA, газовая хроматография-масс-спектрометрия, ИК-Фурье-спектрометрия и измерение динамической вязкости.

Было установлено, что обработка черного золота при температуре 250 градусов обеспечивает его оптимальное преобразование: вязкость снижается на 26 процентов, а содержание сернистых соединений – на 17,8 процента.

«Исследовав влияние металлического натрия на состав нефти и газообразных продуктов, мы выяснили, что при применении органодисперсии натрия происходит полная нейтрализация кислых газов – сероводорода и диоксида углерода. Это способствует стабильной работе промыслового оборудования, снижая риски образования коррозии», – рассказала младший научный сотрудник лаборатории Софья Трубицина.

Первый автор статьи, ведущий научный сотрудник лаборатории Владимир Катнов сообщил, что в последнее время требования к содержанию серы и сероводорода в транспортируемой нефти значительно ужесточились.

 «Натрий и продукты его взаимодействия с водой активно реагируют с сернистыми соединениями нефти, в результате чего количество серы снижается. Это очень важно, так как облегчает подготовку нефти к транспортировке», – отметил он.

Как сообщил А. Вахин, в 2024–2025 годах состоялся ряд промысловых испытаний технологии на объектах компании ПАО «Татнефть», которые доказали ее высокую эффективность.