Алексей Вахин (на фото) - к.т.н., руководитель НИЛ «Внутрипластовое горение», сотрудник САЕ «Эконефть».

ИСПОЛЬЗОВАТЬ ТО, ЧТО ЕСТЬ

Катализаторы могут найти применение и для нефтедобычи. То, чем непосредственно занимается наша лаборатория «Внутрипластовое горение» – это исследование термокаталитических процессов, протекающих при тепловой обработке залежи нефти. Изучение роли отдельных компонентов породы, которые сами по себе являются катализаторами, установление возможности использования закачиваемых в пласт катализаторов для интенсификации тепловых методов добычи углеводородов. Это либо наноразмерные катализаторы, либо так называемые прекурсоры катализаторов, из которых активная форма образуется непосредственно в пласте. Для анализа состава пород наша лаборатория сотрудничает с НИЛ «ЭПР-спектроскопия и томография нефтесодержащих пород» под руководством Марата Гафурова и НИЛ «ЯМР-структура» под руководством Владимира Скирда. Для изучения трансформации асфальто-смолистых соединений в результате термокаталитического воздействия разрабатывается методика применения MALDI–спектроскопии совместно с коллегами из ЦКП КФУ Александром Лайковым и Татьяной Григорьевой.

МИРОВАЯ АРЕНА

В ближайших планах у нас взаимодействие с Эдинбургским университетом, ведущим в Великобритании в области разработки нефтедобывающих технологий. Шотландия похожа на Татарстан, потому что для Великобритании это нефтяной регион. Известный специалист в области исследования нетрадиционных углеводородов Бахман Тохиди приглашен консультантом по двум направлениям: по исследованию газогидратов и по теме, которой занимается наша лаборатория. Идут переговоры с ведущим специалистом в области геобиологии из Университета Ньюкасла – Яном Хеадом. Мы планируем организовать рабочую группу совместно с коллективом Резеды Тухбатовой по исследованию биодеградации высоковязких нефтей. Процессы биодеградации схожи с явлением крекинга. Мы можем здесь быть полезны при изучении состава нефти, подвергнутой бактериальному воздействию. Наши коллеги-биологи будут заниматься селекцией, выбором штаммов, действия которого будут направлено на деструкцию асфальто-смолистых соединений. По этой теме есть публикации, посвященные преобразованию асфальтенов в процессе термокаталитического воздействия на нефть в профильном журнале Energy&Fuel. Это был такой первый задел, в планах у нас повышение числа публикаций и в этом, и в более рейтинговых журналах.

На фото сотрудники НИЛ «Внутрипластовое горение»

«ДЕШЕВО» НЕ ЗНАЧИТ «ПЛОХО»

Сейчас мы работаем над получением линейки наноразмерных катализаторов, д-элементов периодической системы: это никель, кобальт, титан, молибден и железо. Интересный момент: для сохранения стоимости на приемлемом уровне есть такие нано объекты, то, что называется «оболочковая частица», когда ядро является относительно дешевым веществом, на поверхности которого высаживается дорогостоящие соединения (кобальт, марганец и железо). Эта тема малоизучена для технологии нефтеизвлечения. Когда подобные катализаторы закачиваются в пласт, мы безвозвратно их теряем, поэтому стоимость их должна быть невысокой. И у нас идёт работа над такими наноструктурированными, их еще называют «нанокомпозитными», частицами, где ядро — дешевый носитель, оболочка – каталитически активное вещество.

Стоит добавить, что паротепловая обработка залежей протекает месяцами. Даже небольшая доля добавленных катализаторов значительно ускоряет добычу нефти.

КРИЗИС КАК ТОЛЧОК К НОВЫМ ДОСТИЖЕНИЯМ

Заканчивается эпоха доступной легкой нефти. Отсюда и сланцевая революция. Кроме того, для России актуально освоение высоковязких нефтей. Технологии должны быть энергоэффективны. В Татарстане сосредоточено около 40% высоковязких нефтей. Мы широко взаимодействуем с компанией Татнефть, реализуется целый ряд хоздоговоров.

По заказу нефтяных компаний мы взялись за изучение доманикового горизонта Татарстана. Это сланцевые толщи – то, что сейчас необходимо изучать для обеспечения освоения таких месторождений в будущем. До этого мы проводили исследования подобных пород Баженовской формации, содержащей кероген – это предшественник нефти, из которого в ходе геологических процессов синтезируется нефть. Исследование кинетики окисления и термолиза углеводородов ведутся совместно с НИЛ «Реология и термический анализ горючих ископаемых» под руководством Михаила Варфоломеева.

На фото сотрудники НИЛ «Внутрипластовое горение»

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНО = ЭКОЛОГИЧНО

Действие катализаторов, направленное на крекинг тяжелых компонентов нефти, снижает нагрузку на нефтеперерабатывающие заводы. Это очень важный аспект, который касается экологии. Любая оптимизация энергозатрат – это второй момент, не столь очевидный, но, тем не менее, напрямую связанный с проблемой загрязнения окружающей среды, потому что чем меньше мы тратим энергоносителей, тем меньше сжигается углеводородов для добычи тех же углеводородов. Если добыча более энегроэффетивна, то она более экологична.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НА ПРАКТИКЕ

Пока что нигде в мире промысловых испытаний по закачке катализаторов не проводилось, идут только поисковые исследования. Возможно, в рамках САЕ «Эконефть» опыт по закачке катализаторов будет один из первых в мире. Для этих целей в Татарстане создано два полигона: один — «Доманник» — для сланцевых месторождений и второй – «Битум» – для высоковязких нефтей. Первые испытания, по соглашению с ПАО «Татнефть», будут реализованы на этих испытательных полигонах, созданных по инициативе Министерства образования РФ и Министерства экологии и природопользования РФ.

Алсу ГАРАПОВА

Фото автора