Ученые СФУ выяснили, какие добавки-стабилизаторы наиболее эффективны в составе наносуспензий, позволяющих увеличить нефтеотдачу пласта.
Созданием эффективных составов наносуспензий в СФУ занимаются сотрудники лаборатории физико-химических технологий разработки трудноизвлекаемых запасов углеводородов. Ранее мы уже рассказывали о их работе: наносуспензии можно использовать в качестве «усилителя» в процессе извлечения нефти. Они позволяют увеличить нефтеотдачу пласта, помогая нефти легче отделяться от горной породы. Что особенно важно для арктических месторождений с трудноизвлекаемыми запасами.
Пока ученые экспериментируют с составами наносуспензий, подбирая наиболее оптимальные. И один из перспективных вариантов — это наносуспензии с диоксидом кремния. По словам Романа Ваганова, младшего научного сотрудника лаборатории, они хорошо справляются с вытеснением нефти из пласта, но была проблема: они работали только в низкоминерализованных составах, где концентрация соли не превышает 5-10 г/л.
В условиях высокой минерализации добавленные наночастицы диоксида кремния в составе наносуспензий начинали «сбиваться» в агломераты, и суспензия расслаивалась на отдельные фазы.
«Но ряд месторождений, особенно в Восточной Сибири, обладают высокой минерализацией — до 300 г на литр. В такой среде наносуспензии становятся неустойчивыми. И мы стабилизировали их», — рассказал Ваганов (Цитата — ТАСС).
В мире до 30% месторождений нефти характеризуются именно высокой минерализацией подземных вод — до 300 г/л. Чтобы решить проблему со стабилизацией, ученые изучили действия различных добавок-стабилизаторов. Выяснилось, что соли лимонной и винной кислот, а также малоновая кислота в концентрации 1% стабилизируют наносуспензии на основе высокоминерализованных растворов. При этом эти стабилизаторы доступны и дешевы в применении.
«Повышение коллоидной устойчивости наносуспензий в основном добиваются модификацией поверхности частиц диоксида кремния силоксановыми агентами. Однако такой способ трудоемкий и затратный. Мы пошли другим путём — использовали соли низкомолекулярных органических кислот, которые добавляли непосредственно при приготовлении суспензий. Особенно хорошо зарекомендовали себя лимонная и малоновая кислота. Эти компоненты отечественного производства имеют невысокую стоимость, при этом экономический эффект от их использования в добыче трудноизвлекаемой нефти обещает быть впечатляющим», — говорит Роман Ваганов.
В итоге эксперименты показали, что лучше всех задачу стабилизации решает малоновая кислота. Она есть во многих растениях, например, в виде малоната кальция она в больших количествах содержится в корнеплодах свёклы. Стабильность наносуспензий на основе высокоминерализованной воды с использованием малоновой кислоты соизмерима со стабильностью аналогичных суспензий, изготовленных на дистиллированной воде, пояснили в СФУ. Подробнее с результатами работы ученых можно ознакомиться в их статье.
Теперь ученые готовятся к натурным испытаниям суспензий с добавлением низкомолекулярных органических кислот на месторождениях севера Красноярского края.
Фото: sfu.ru