Водорастворимый катализатор для нефтедобычи
Ученые Института геологии и нефтегазовых технологий КФУ совместно с АО «Зарубежнефть» исследовали водорастворимый катализатор для увеличения вытеснения сверхвязкой нефти.
Водорастворимый катализатор на месторождении сверхвязкой битуминозной нефти закачивают в скважину, после чего в нее начинают подавать пар. В результате ускоряются реакции акватермолиза, при этом водорастворимый катализатор адсорбируется на поверхности породы. Ученые продемонстрировали, что промышленный сульфат никеля может выполнять роль недорогого прекурсора катализатора, реализующего свою функцию прямо в нефтяном пласте. Попадая в пористую среду, соединение никеля не вымывается с добываемой нефтью при высоких температурах и покрывает поверхность минеральной основы, что продлевает его технологическую эффективность. Катализатор увеличивает нефтеотдачу и снижает вязкость извлечённой нефти. Это позволяет начинать переработку нефти еще в пласте. Высокая адсорбция на поверхности породы продлевает технологическую эффективность катализатора при повторном паротепловом воздействии. Использование катализатора позволяет повысить извлечение сверхвязкой нефти более чем на 36%.
Новое поколение катодов для электронного микроскопа
Ученые Национального исследовательского университета «МЭИ» разработали катод для электронной пушки растровых электронных микроскопов высокого разрешения. Разработка основана на применении модифицированной поверхности вольфрама, обработанной в плазменной установке ПЛМ. Суть технологии состоит в создании на поверхности вольфрама тонких волокон диаметром от 20 до 40 нм и длиной 300–400 нм. Когда на катод подается электрическое поле высокого напряжения, волокна начинают испускать электроны без предварительного нагрева.
В отличие от традиционных катодов, которые изготавливаются из тонкой вольфрамовой проволоки с припаянным одиночным кристаллом вольфрама, в разработке используется вольфрам с модифицированной наноструктурированной поверхностью. Это значительно упрощает процесс производства. Экспериментальные испытания показали, что ток электронной эмиссии с нового катода достигал 5 микроампер, для сравнения: традиционные катоды обеспечивают ток пучка не более 0,1 микроампера. Такие катоды могут быть использованы в микроэлектронике, материаловедении, биологии и других областях, где требуется детальное изучение структуры материалов на наноуровне.
Фотокатализатор для нефтехимии
Специалисты Института физической химии и электрохимии им. А. Фрумкина РАН синтезировали новое соединение на основе индия и органического соединения порфирина - тетраарилпорфиринат индия (III), которое в разы ускоряет ключевой процесс получения ценных химических продуктов - сульфоксидов. Соединение выступает высокоэффективным и селективным фотокатализатором для окисления сульфидов до сульфоксидов, не уступая по производительности распространенным аналогам. Выделение целевого порфирината индия (III) проводили методом колоночной хроматографии. Уникальность катализатора заключается в его исключительной активности. Для полного превращения субстрата требуется 5 молекул катализатора на 10 тыс. молекул исходного вещества. Процесс протекает под облучением синим светом (λ ≈ 450 нм) и занимает 1,5 ч. Кроме 100% селективности, преимуществом является фотостабильность и низкая токсичность. Фотокаталитическое окисление сульфидов до сульфоксидов — перспективная «зелёная» технология: она позволяет избежать агрессивных химических окислителей. Сульфоксиды применяют в нефтепереработке в качестве катализатора окисления при производстве присадок и модификаторов, а также для выделения ароматических углеводородов из нефтяных фракций выступая альтернативой диметилсульфоксиду.
ИИ в поисках нефти
Специалисты Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН усовершенствовали методику сейсмофациального анализа. Ключевым новшеством стало внедрение Байесовского классификатора - математического инструмента, который рассчитывает вероятности принадлежности объекта к тому или иному классу на основе имеющихся признаков и обновляет эти оценки по мере поступления новых данных. Усовершенствованный алгоритм интегрирует всю доступную геологическую информацию, включая модели развития коллекторов на изучаемой территории. При выполнении сейсмофациального анализа алгоритмом байесовского классификатора на вход подаются данные в виде набора сейсмических атрибутов или формы сейсмической записи, а в качестве обучающей и тестовой выборки используется скважинная информация с рассчитанными литотипами по интервалу исследования. В результате получаются карты литоклассов и условных вероятностей по каждому литоклассу. Помимо скважинных и сейсмических данных ученые предложили использовать карты априорных вероятностей по каждому классу. Это позволило получать апостериорные вероятности, использовать всю имеющуюся скважинную и геологическую информацию с представлениями о развитии коллекторов на участке исследования.
Новый способ борьбы с испарением бензина в топливных резервуарах
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина разработали особую краску для покрытия стенок хранилищ, которая действует как терморегулятор, снижая потери бензина до 2-3% в год и уменьшая выбросы в атмосферу вредных летучих соединений. Покрытие содержит микрокапсулы с парафином (эйкозаном), заключенным в полиуретановую оболочку. Эти капсулы работают как аккумуляторы тепла: днем поглощают его избыток, предотвращая образование паров бензина, их нагрев и выход из резервуара, а ночью отдают наколенное тепло, уменьшая охлаждение. Исследователи поместили парафин в капсулы, а затем добавили их в стандартные лакокрасочные материалы для обработки резервуаров. Поскольку содержание капсул в краске не превышает 20%, то полученное в итоге покрытие не теряет своих основных эксплуатационных свойств. Покрытие с микрокапсулами снизило температуру паров бензина в среднем на 1,7 градуса за 480 циклов «день-ночь». Для резервуара объемом 5000 тонн, экономия может составить от 84 до 235 кг бензина в год (1,79 - 2,76%).
Кислотная обработка скважин для повышения добычи
Ученые Пермского Политеха и ИПНГ РАН разработали методику кислотной обработки скважины, которая позволяет более точно оценить изменение проницаемости породы. Исследователи отобрали 10 цилиндрических образцов керна с одного из месторождений и определили их пористость и объемную плотность. Эти данные стали контрольными значениями для последующих измерений. В образцах создавали остаточную водонасыщенность. Для этого их поместили в вакуум и пропитали минерализованной водой, чтобы заполнить все пустотное пространство. Далее ученые моделировали пластовые условия с помощью фильтрационной установки. Результаты показали, что в керне появились извилистые, растворенные кислотой сквозные каналы, так называемые «червоточины». В результате для каждого из 10 образцов был сформирован парный массив данных: полная характеристика «до» и «после» кислотного воздействия, что и стало основой для последующего глубокого анализа. Эксперименты показали, что средняя проницаемость пород после кислотной обработки увеличилась в 6880 раз, пористость на 17,4%, а плотность снизилась на 2,5%. На основании полученных данных ученые построили графики, показывающие, насколько вырастут пористость и проницаемость в зависимости от объёма пропущенного через пласт реагента.
