Ученые Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета (КФУ) первыми использовали изотопные метки для изучения взаимодействия воды и серосодержащих соединений нефти. Результаты исследования предоставляют экологически чистый и эффективный метод снижения содержание серы в тяжелых нефтях и нефтяных остатках. Исследование получило поддержку Российского научного фонда в рамках конкурса Президентской программы для лабораторий мирового уровня.
Источник: личный архив Амина Аль-Мунтасера
Графическая аннотация исследования. Источник: предоставлено исследователями
Перспективными в развитии отрасли являются технологии подземной частичной переработки тяжелой нефти. Проведенное исследование, результаты которого были опубликованы в Chemical Engineering Journal, открывает новые данные для понимания химических превращений в нефтяном пласте при гидротермальном воздействии с использованием каталитических композиций.
«Инновационность работы заключается в использовании изотопных меток для оценки роли воды в качестве химического агента в процессах гидротермального обессеривания. Это первый случай, когда такой подход применяется для изучения механизма взаимодействия воды и серосодержащих соединений нефти. Дополнительное использование стеарата никеля в качестве нефтерастворимого катализатора показало значительное улучшение процесса, открывая новые перспективы для применения катализаторов в гидротермальных условиях», – сообщил младший научный сотрудник НИЛ «Внутрипластовое горение» ИГиНГТ Амин Аль-Мунтасер.
Вода выступает не только как среда, но и сама участвует в химических процессах в качестве реагента при гидротермальном обессеривании. Научная группа достигла высокой степени обессеривания с применением никель стеарата как нефтерастворимого прекурсора катализатора: степень конверсии увеличена до 97,34%.
Дополнительно было установлено, что в процессе гидротермального воздействия стеарат никеля преобразовывается в частицы сульфидов и полисульфидов, что оказывает влияние на скорость протекания исследуемых процессов.
«В данной работе нами проведен целый комплекс экспериментальных и теоретических исследований, который позволяет понять механизмы химических процессов, протекающих при гидротермальном воздействии на тяжелые нефти, которые представляют собой сложные системы. Для этого были использованы модельные серосодержащие компоненты. Важно отметить эффективность применения каталитических добавок, которые могут быть использованы для промышленных задач», – резюмировал руководитель проекта, заведующий кафедрой разработки и эксплуатации месторождений трудноизвлекаемых углеводородов ИГиНГТ Михаил Варфоломеев.
Результаты исследования предоставляют нефтегазовой отрасли экологически чистый и эффективный метод снижения содержания серы в тяжелой нефти и нефтяных остатках. Это в свою очередь позволяет значительно улучшить качество конечной продукции.
Метод может быть интегрирован в существующие технологии переработки нетрадиционных углеводородных ресурсов, обеспечивая экономически эффективное производство, а также снижение вредных выбросов в окружающую среду.