Новости - Отрасли ТЭК

Сибирские ученые предложили использовать нанорастворы при добыче нефти

14.03.25 08:00

Ученые Сибирского федерального университета провели серию экспериментов для подбора оптимальной вытесняющей жидкости, используемой при добыче трудноизвлекаемой нефти. Наилучшие качества продемонстрировали наносуспензии и растворы ПАВ.

Многие российские месторождения нефти, находящиеся на завершающей стадии разработки, до сих пор содержат большие количества остаточных извлекаемых запасов, накопленных на неразработанных площадях или обводненных участках. Значительная их доля находится в пластах с так называемыми низкопроницаемыми и ненасыщенными коллекторами. Такие коллекторы отличаются от традиционных повышенной стоимостью разработки из-за применения более сложных и дорогостоящих технологий.

Важную роль в процессе вытеснения нефти из пород с неоднородной пористостью и проницаемостью играет капиллярная пропитка. Благодаря ей вытесняющий агент проникает в менее проницаемые элементы пласта, в которых нефть оказывается капиллярно связанной при обычном заводнении.

Сотрудники лаборатории физико-химических технологий разработки трудноизвлекаемых запасов углеводородов СФУ сравнили свойства таких вытесняющих жидкостей, как вода, раствор полимера полиакриламида, растворы поверхностно-активных веществ (ПАВ — лауретсульфата натрия (AES) и додецилсульфата натрия (SDS)), а также наносуспензии на основе сферических наночастиц диоксида кремния и выяснили, какой из четырех видов жидкостей наиболее эффективен в капиллярной пропитке для вытеснения нефти.

В ходе работ были получены сравнительные данные по вязкости, смачиваемости и межфазному натяжению для всей линейки испробованных вытесняющих жидкостей. Ученые проанализировали механизмы, за счет которых растет нефтеотдача пород при капиллярной пропитке растворами ПАВ, полимеров и наносуспензий. Наибольшее влияние на увеличение коэффициента вытеснения как маловязких, так и высоковязких видов нефти продемонстрировали наносуспензии, а также водные растворы ПАВ.

«Оказалось, что скорость изменения объема вытесненной нефти для 0,1-процентного раствора AES и наносуспензии с частицами оксида кремния была больше, чем для других вытесняющих жидкостей. Меньше всего на объем вытесненной нефти повлиял полимерный раствор», — сообщил один из авторов статьи, научный сотрудник СФУ Владимир Жигарев.

По словам ученого, коэффициент вытеснения нефти из образцов песчаника водой в результате капиллярной пропитки составил 58 %. Если же использовать раствор SDS, скорость капиллярной пропитки возрастет на 4%. При этом наносуспензия со сферической формы наночастицами диоксида кремния (размер частиц 10 нм) ускорила этот процесс на 3%. В то время как раствор полиакриламида уменьшил скорость капиллярной пропитки на 12%.

«Нашей научной группе удалось показать, что наносуспензии на основе широко распространенного и доступного диоксида кремния не уступают растворам ПАВ и значительно эффективнее повышают коэффициент вытеснения нефти, чем, например, полимерные растворы. Такие наносуспензии — экологичные и недорогие в производстве», — объяснил Владимир Жигарев.

Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки России.