Как «облагородить» тяжелую нефть в пласте
…И извлечь из неё редкоземельные металлы.
Новые катализаторы для подземного облагораживания сверхвязкой нефти позволили увеличить добычу на скважине «Татнефти». Больших успехов с помощью технологии Казанского федерального университета удалось также достичь на кубинском месторождении Бока де Харуко. Его разработку совместно ведут госкомпании «Зарубежнефть» и Cupet.
Об этом Информагентству «Девон» сообщил заведующий кафедрой Института геологии и нефтегазовых технологий КФУ Михаил Варфоломеев после презентации книги Catalytic In-Situ Upgrading of Heavy and Extra-Heavy Crude Oils («Каталитическое внутрипластовое облагораживание тяжелых и сверхтяжелых нефтей»).
Приводим дополнительные подробности с этой презентации.
ПИОНЕРЫ В ДОБЫЧЕ СВЕРХВЯЗКОЙ НЕФТИ.
Михаил Варфоломеев:
Для кубинского проекта «Зарубежнефти» уже производится третья партия катализатора подземной переработки тяжелой нефти. Закачка пара вместе с катализаторами позволила нарастить добычу с 1000 тонн до 3 тысяч за цикл. Дополнительная добыча составила около 2000 тонн сырья на скважину (об этом – подробнее в материале ИА «Девон»).
Сегодня в отрасли активно применяются цифровые инструменты. В этой книге мы показали, как с их помощью можно детально изучить поведение катализаторов на уровне молекул. Мы можем оценивать их в пористой среде. В книге также есть глава, посвященная применению акватермолиза на всем месторождении целиком.
Книга написана в рамках реализации проекта лаборатории мирового уровня, поддержанного Российским научным фондом, индустриальным партнером которого является АО «Зарубежнефть». Разработка катализаторов — один из первых подобных проектов в России.
Профессор, ведущий научный сотрудник Мексиканского института нефти и КФУ Анчита ХОРХЕ: — Идея написания книги родилась на международной конференции по термическим методам увеличения нефтеотдачи ThEOR, которую Казанский университет провел в 2018 году (прим. Информ-Девон: Впервые ее провели в Казани в 2016 году).
— В 2021 году появилась идея написать эту книгу, объединив всех ведущих специалистов. Монография вызвала большой интерес среди специалистов. Мы показали в ней и фундаментальную составляющую, и практические аспекты. Можно назвать нас пионерами в этой сфере.
— Проблема добычи тяжелой нефти важна для России, Мексики, Венесуэлы и других стран. Мы используем технологии для добычи нефти (закачка пара). К этому добавляем технологии переработки с помощью катализаторов. Так мы повышаем эффективность добычи.
ЗАГЛЯНУТЬ ВНУТРЬ НЕФТИ.
Старший научный сотрудник КФУ Ирек Мухаматдинов:
— Несмотря на то, что механизм акватермолиза известен давно, процесс еще не до конца изучен.
Спектроскопия и другие методы позволяют дать ответы на многие вопросы. Например, как изменяется структура асфальтенов, как рассчитать количество свободных радикалов и т.д. Одним из важных методов является спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Она позволяет рассчитать количество первичных углеводородов, а также посмотреть, что произошло с молекулой нефти после преобразования.
Расчеты по Фурье-ИК-спектроскопии позволяют качественно проанализировать данные, более детально исследовать нефть и ее фракции до и после преобразования.
Метод дает возможность рассчитать ароматичность, окисленность и разветвленность. Можно прояснить фундаментальные основы внутрипластового образования и выяснить, какие процессы происходят в процессе преобразования нефти.
При акватермолизе применяются разные катализаторы: нефте и водорастворимые, суспензии металлов. Для каждого месторождения подбираются определенные металлы и растворы. Они позволяют более эффективно облагородить нефть, снижая ее вязкость. Это позволяет нарастить добычу углеводородов.
К примеру, РИТЭКу постоянно приходилось промывать глубинно-насосное оборудование. После применения катализаторов наблюдается стабильная работа оборудования.
ПЕРЕВЕСТИ ПЕРЕРАБОТКУ ПОД ЗЕМЛЮ.
Директор Института нефтехимического синтеза имени А.В. Топчиева РАН Антон Максимов – о методах масс-спектрометрии и хроматографии:
— Первый метод — один из самых интересных. Масс-спектрометрия позволяет исследовать компонентный состав нефти на уровне десятков и сотен тысяч соединений.
— В представленной книге также есть описание исследований с помощью хроматографического анализа. Это те методы, которые нужно использовать с традиционными физико-химическими методами анализа (ЯМР, электронный пармагнитный резонанс, ЭПР).
— Это позволяет понять не только состав углеводородов, но и как они меняются внутри пласта или на нефтеперерабатывающих заводах. Данные «методы будущего» позволяют визуализировать такой сложный природный объект, как нефть.
— Мы также участвовали в написании глав, посвященных различным типам катализаторов для гидропревращения тяжелых фракций. Например, нанокатализаторам на основе сульфида молибдена. В основу этой главы лег анализ всех данных, полученных в мире, а также результаты, полученные в лаборатории мирового уровня. Данный проект поддержали РНФ и «Татнефть».
Впервые подробно проанализирована активность подобных катализаторов, которые легли в основу переработки тяжелых остатков нефти на НПЗ «ТАНЕКО». Эти решения могут быть интересны для внутрипластового гидропревращения нефти. Это важно не только для снижения вязкости, но и перевода химических процессов НПЗ под землю.
«ВИТАМИНЫ» ДЛЯ ЭКОНОМИКИ.
Для производства новых катализаторов нужны редкоземельные элементы. Проблему их добычи затронул гендиректор АО «Татнефтехиминвест-холдинг» Рафинат Яруллин:
— Советский Союз обладал 15% всех редкоземельных элементов в мире. Сейчас РФ имеет лишь 1%. Редкоземельные металлы – это пропуск в сферу новых технологий, витамины для развития экономики. Чем тяжелее нефть, тем в ней больше полезных соединений. Из такого сырья можно получить гораздо больше нефтехимической продукции. Это перспективное направление.
Важно извлечение из «черного золота» таких элементов, как ванадий и молибден. Татарстанская и самарская нефть богата ванадием. Но хорошей рыночной технологии извлечения ванадия из нефти пока нет.
Ранее ИА «Девон» сообщало, что в Казанском федеральном университете разработан новый эффективный катализатор окисления. Он не содержит дорогие благородные металлы, но способен повысить эффективность тепловых методов нефтедобычи.
