Ученые Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета первыми использовали изотопные метки для изучения взаимодействия воды и серосодержащих соединений нефти.

Технологии подземной частичной переработки тяжелой нефти являются перспективным направлением развития нефтегазовой отрасли. Как показали результаты последнего исследования Научно-исследовательской лаборатории «Внутрипластовое горение» ИГиНГТ КФУ важную роль в этих процессах играет вода, которая выступает не только как среда, но и сама участвует в химических процессах в качестве реагента при гидротермальном обессеривании.

Проведенное  исследование, результаты которого были опубликованы в Chemical Engineering Journal, открывает новые данные для понимания химических превращений в нефтяном пласте при гидротермальном воздействии с использованием каталитических композиций. Это в свою очередь имеет важное практическое значение для нефтегазовой индустрии, позволяя эффективно и экологически безопасно перерабатывать тяжелые нефти, снижая содержание серы и улучшая качество продукции.

«Инновационность работы заключается в использовании изотопных меток для оценки роли воды в качестве химического агента в процессах гидротермального обессеривания. Это первый случай, когда такой подход применяется для изучения механизма взаимодействия воды и серосодержащих соединений нефти. Дополнительное использование стеарата никеля в качестве нефтерастворимого катализатора показало значительное улучшение процесса, открывая новые перспективы для применения катализаторов в гидротермальных условиях», – сообщил младший научный сотрудник НИЛ «Внутрипластовое горение» ИГиНГТ Амин Аль-Мунтасер.

Роль воды в процессах гидротермального обессеривания модельных компонентов нефти подтверждена комплексом физико-химических методов анализа. Научной группе удалось достичь высокой степени обессеривания при использовании стеарата никеля в качестве нефтерастворимого прекурсора катализатора, что увеличило степень конверсии до 97,34 процента.

«Важные выводы о роли воды в процессах каталитического и некаталитического гидротермального обессеривания не только обогащают теоретическую базу в этой области, но и обосновывают комбинированное использование закачки водяного пара и катализаторов для улучшения показателей конверсии и обессеривания тяжелой нефти, тем самым предлагая идеи по оптимизации методов освоения запасов нетрадиционных источников углеводородного сырья», – объяснил младший научный сотрудник лаборатории Чжоу Сяодун.

Дополнительно было установлено, что в процессе гидротермального воздействия стеарат никеля преобразовывается в частицы сульфидов и полисульфидов, что оказывает влияние на скорость протекания исследуемых процессов.

«В данной работе нами проведен целый комплекс экспериментальных и теоретических исследований, который позволяет понять механизмы химических процессов, протекающих при гидротермальном воздействии на тяжелые нефти, которые представляют собой сложные системы. Для этого были использованы модельные серосодержащие компоненты. Важно отметить эффективность применения каталитических добавок, которые могут быть использованы для промышленных задач», – резюмировал руководитель проекта, заведующий кафедрой разработки и эксплуатации месторождений трудноизвлекаемых углеводородов ИГиНГТ Михаил Варфоломеев.

Результаты исследования предоставляют нефтегазовой отрасли экологически чистый и эффективный метод снижения содержания серы в тяжелой нефти и нефтяных остатках, что позволяет значительно улучшить качество конечной продукции. Этот метод может быть интегрирован в существующие технологии переработки нетрадиционных углеводородных ресурсов, обеспечивая экономически эффективное производство, а также снижение вредных выбросов в окружающую среду.