Ученые Казанского федерального университета создали математическую модель, которая помогает подобрать идеальные условия обработки тяжелой нефти горячим паром и углекислым газом, сообщили в пресс-службе Российского научного фонда.
Тяжелая нефть густая и сложно поднимается на поверхность. Чтобы сделать ее более жидкой, в скважину закачивают горячий пар, но это требует огромного расхода воды и энергии. Добавление углекислого газа усиливает эффект: смесь лучше удерживает тепло и взаимодействует с тяжелыми компонентами нефти, делая ее более текучей.
В лабораторных условиях исследователи воспроизвели условия нефтяного пласта. В одном эксперименте они закачали инертный азот, в другом — углекислый газ, после чего в обоих случаях обработали образцы паром. Оказалось, что в присутствии углекислого газа тяжелые компоненты нефти — асфальтены — разрушаются в девять раз быстрее.
С химической точки зрения комбинированное воздействие углекислого газа и пара значительно снижает вязкость тяжелой нефти и увеличивает добычу более легких фракций, одновременно разрушая агрегаты асфальтенов. Кроме того, такая смесь создает кислую среду, которая способствует образованию поверхностно-активных веществ, растворению минералов горных пород и активирует акватермолиз — процесс, который необратимо разрушает связи в компонентах сырой нефти
На основе экспериментов авторы построили кинетическую модель, которая с точностью до 93% предсказывает, как меняется состав нефти при разных температурах и концентрациях углекислого газа. Модель поможет нефтяным компаниям заранее рассчитывать оптимальные режимы закачки для максимальной добычи с минимальными затратами и экологическим ущербом. В дальнейшем ученые планируют изучить влияние катализаторов на процесс.
Ранее Наука Mail писала о том, что капсулы из Перми удешевили добычу нефти втрое.