Ведущие исследователи Пермского национального исследовательского политехнического университета (Пермский Политех), сотрудничающие с коллегами из Китая и при участии Владимира Поплыкина, представили научный прорыв, открывающий новые горизонты в добыче нефти. В условиях, когда залежи углеводородов оказались недоступными из-за глубины залегания, высокой температуры и неоднородности структуры горных пород, мировое сообщество ищет инновационные, безопасные и эффективные методы увеличения нефтеотдачи. Новейшее экологичное средство, разработанное этой международной группой, может стать революционным шагом в освоении сложных месторождений.
Проблемы традиционных кислотных технологий
Добыча углеводородов из плотных глубокозалегающих слоев характеризуется чрезвычайно высокими температурами — до 160 градусов, — а также низкой проницаемостью пород, что препятствует эффективному движению нефти. Для увеличения притока нефти в пласт закачивают специальные кислотные смеси, способные создавать дополнительные каналы в породе и тем самым стимулировать движение полезного ископаемого к скважине.
Однако классические кислотные растворы сталкиваются с ограничениями в экстремальных условиях. В зоне высокой температуры химическая активность резко возрастает, и кислота действует лишь в районе стенок скважины, не доходя до глубоколежащих участков. В результате реакции слишком быстры, состав быстро нейтрализуется, а эффективность обработки существенно падает. Геологи и химики всего мира ищут технологические решения, которые могли бы обеспечить равномерное воздействие, максимальное достижение глубины пласта и экологическую безопасность добычи.
Создание «умной» кислоты: совместная разработка Пермского Политеха и Китая
Специалисты Пермского Политеха и их китайские партнеры создали уникальный химический состав на основе поверхностно-активных веществ. Эти инновационные вещества придали кислоте необычные свойства: она стала способной целенаправленно проникать в самые труднодоступные микрополости, формируя длинные устойчивые каналы для движения нефти. После выполнения своей функции новый раствор легко удаляется из пласта, не оставляя опасных осадков и не засоряя добывающую систему.
Ключевая особенность этой кислоты — формирование вязкоупругой структуры, напоминающей гель. Такая структура значительно увеличивает текучесть раствора и позволяет ему равномерно распределяться даже в малодоступных областях нефтеносного пласта. Поверхностно-активные молекулы усиливают контакты между кислым раствором и минералами породы, а при взаимодействии с углеводородами или пластовой водой раствор разлагается, не причиняя вреда экологической системе.
Преимущества и экологичность новой технологии
Экспериментальные испытания показали: при вводе инновационной кислоты в пласт ее вязкость увеличивается до 50 мПа·с, что препятствует быстрому прохождению только через самые проницаемые участки. В результате достигаются равномерное растворение полезных минералов, формирование оптимальных трещин и снижение потерь раствора почти на 55% в сравнении с традиционными аналогами. При последующем взаимодействии с нефтью или водой вязкость снижается менее чем до 10 мПа·с, что обеспечивает легкое удаление остаточного раствора из системы добычи.
Для производственных процессов это означает не только повышение извлечения нефти, но и минимизацию риска загрязнения и закупорки пласта. Владимир Поплыгин, кандидат технических наук и директор Когалымского филиала Пермского Политеха, отмечает, что благодаря новым поверхностно-активным веществам удалось достичь сочетания высокой технологичности и экологичности.
Отличие от существующих решений
Важным преимуществом российско-китайской разработки является её термостойкость. В то время как привычные кислоты эффективно работают только при температурах до 140 градусов, новая система уверенно сохраняет свои свойства даже при 160 градусах. Это расширяет зону применения инновационного средства, позволяя осваивать месторождения с экстремальными условиями залегания.
Особенность воздействия также заключается в контролируемой скорости химической реакции. Новая экокислота медленно и равномерно растворяет породу в течение всего времени обработки. Это позволяет добиться лучших технологических показателей при минимальном расходе реагента, а также повышает безопасность персонала на объектах нефтедобычи.
Потенциал и будущее применения
Инженеры и химики, работающие над проектом, убеждены — такой «умный» кислотный состав способен сделать серьезный прорыв в отрасли. Для глубокой стимуляции пласта, проведения качественного гидроразрыва и освоения трудноизвлекаемых запасов углеводородов, назревала настоящая технологическая революция. Новая экокислота сочетает эффективность и минимальное влияние на окружающую среду, а также устойчивость к самым суровым эксплуатационным условиям.
Уже сейчас компаниями-операторами заинтересованы внедрением уникальной разработки для повышения нефтеотдачи на сложных и зрелых месторождениях. Испытания в реальных промысловых условиях показывают, что использование нового раствора значительно увеличивает протяженность и число технологических трещин, создаваемых в пласте, снижая затраты на обслуживание и ремонт оборудования.
Вклад Владимира Поплыгина и роль международного сотрудничества
Владимир Поплыгин, принимающий активное участие в исследовании, отмечает: положительный эффект достигнут именно благодаря синергии компетенций специалистов из России и Китая. Совместное применение лучших химических решений и глубокий анализ механизмов взаимодействия реагентов с нефтяными пластами позволили создать продукт, максимально адаптированный к нуждам современной нефтедобычи.
Пермский Политех и его иностранные партнеры делают уверенные шаги к устойчивому развитию топливно-энергетического комплекса, внедряя технологии, которые не только повышают استخراج нефти, но и оберегают окружающую среду от потенциального ущерба. Передовая разработка открывает дорогу к экологичной добыче и улучшает конкурентоспособность отечественной и мировой нефтепромышленности.
Благодаря усилиям исследовательской команды, представленная технология уже вскоре может быть востребована в различных регионах мира, где необходимы новые эффективные решения для добычи нефти в экстремальных природных и геологических условиях. Современная наука вновь подтверждает: сотрудничество и инновации способны открывать путь к устойчивому будущему всего энергетического сектора.
Источник: naked-science.ru
