Космос под ногами

на фото: Сергей Ситнов, младший научный сотрудник Open Lab «Внутрипластовое горение», запускает новую установку (тензиометр).

Освоение полезных ископаемых, залегающих на глубине 5-6 км, по сложности сопоставимо с освоением ближнего космоса.Оpen Lab «Внутрипластовое горение» была создана в КФУ  в прошлом году для совершенствования тепловых методов добычи высоковязких, сланцевых нефтей и битумов.

- Наша лаборатория показала большую эффективность по всем показателям. Как по числу публикаций (их около 60) в журналах, входящих в  базы данных Scopus и WoS (суммарный  IF - около 90), так и так и по размерам привлеченного  финансирования (около 90 милн. руб.). НИЛ проводит много хоздоговорных работ, активное участие принимала в составлении заявки двух мегагрантов, выигранных недавно ИГиНГТ, которые предполагают целый комплекс разнообразных методов исследования, - рассказывает руководитель Оpen Lab Алексей Вахин

- Вы занимаетесь повышением эффективности добычи  тяжелых  нефтей. Расскажите о результатах.

- Деятельность лаборатории - это взаимодействие нескольких научных групп. Высокая публикационная активность у группы  М.Варфоломеева - 35-40 публикаций в высокорейтинговых журналах, они посвящены исследованию таких явлений, как сольватация, фазовые переходы, процессы окисления и пиролиза различных органических соединений, включая нефть, кероген и их компоненты. Это необходимо для создания теоретического фундамента разрабатываемых технологий. Также Михаил с коллегами ведет исследования по скринингу технологии и физическому моделированию внутрипластового горения и термогазового воздействия. На базе КФУ они создают уникальную установку, которая позволит проводить эксперименты в пластовых условиях и оценивать качество нефти, полученной термическими методами, предложеными сотрудниками КФУ. Серьезных успехов добилась группа А.Галухина в разработке катализатора для внутрипластового облагораживания нефти, ее сотрудники уже опубликовали свои научные результаты в журнале «Еnergy & fuels». Катализатор закачиваются в пласт в виде нефтерастворимого прекурсора, из которого в пластовых условиях формируются активная форма, представляющая собой  наноразмерные магнитно-активные частицы.

- В чем особенность этих частиц?

- Благодаря им, можно контролировать  фронт распространения закачиваемых в пласт катализаторов, а значит, и получить информацию о конфигурации тепловой камеры (объема пласта, подвергнутого воздействию пара). Сегодня многие компании, в том числе ПАО «Татнефть», добывают нефть при помощи именно паротепловой технологии. Использование наноразмерных катализаторов (на них в этом году получены патенты) и  геофизических методов  позволит повысить рентабельность добычи.

 В ближайшие годы на полигонах, которые организованы в республике, будут проводиться опытно-промышленные испытания разработанных катализаторов.

Важные результаты достигнуты в исследованиях свойств нефти с использованием ЭПР-спектрометрии, работа ведется в сотрудничестве с группой С.Орлинского (кафедра квантовой электроники и радиоспектроскопии).

Начаты исследования образцов с месторождений сланцевой нефти. Это доманиковые отложения Татарстана и баженовской свиты.Ключевой компонент таких месторождений – кероген – природный геополимер сложного строения, изучив который, мы поймем, как рождается черное золото. Наша лаборатория освоила методику выделения и анализа керогена. Совместно с кафедрой физики молекулярных систем Института физики ведется работа по использованию ЯМР-спектроскопии, позволяющей изучать состав керогена. Это необходимо для разработки технологий освоения таких месторождений. Для увеличения нефтеотдачи мы предлагаем подвергать кероген тепловому воздействию с использованием катализаторов прямо в пласте.

- То есть нефтепереработка начнется уже под землей?

- Да, часть нагрузки нефтеперерабатывающих заводов необходимо перенести под землю. Высокое давление, наличие каталитически активных соединений в составе породы создают условия для частичной переработки нетрадиционных запасов непосредственно в пласте. Это позволит повысить степень нефтеотдачи тяжелых нефтей и частично решит экологические проблемы. Вредные выбросы будут аккумулированы под землей, не попадут в атмосферу.