Нефть не образует подземных озер, а распределена в микроскопических порах и трещинах пористой породы. Капиллярные силы прочно удерживают сырье в природных резервуарах, из-за чего традиционные методы позволяют извлечь не более 40% запасов. Для решения этой проблемы было предложено немало идей, с использованием, например, термических подходов, газовых технологий, химических составов. Они дают результат, но у них есть минусы. Так, первые требуют значительных энергозатрат и сложного дорогостоящего оборудования, вторые – дорогостоящих реагентов (к тому же затруднительно контролировать распространение газа в пласте), а третьи поглощаются породой и создают экологические риски.
Разработанная же в ПНИПУ экологически безопасная наножидкость позволит извлекать до 70% запасов.
Наножидкость готовится на основе умягченной воды с низким содержанием солей. В нее вводят два типа наночастиц (микроскопические элементы размером с молекулу, способные просачиваться в мельчайшие пустоты): алюминиевые и кремниевые. Алюминиевые частицы обеспечивают проникновение в мельчайшие поры и разрушение скоплений сырья снаружи, а кремниевые выполняют "точечную" работу изнутри: проникают в залежи углеводородов и разрушают их структуру. В результате плотные нефтяные массы распадаются на мелкие капли, которые легче подхватываются водой и выталкиваются к забою скважины.
Для предотвращения слипания элементов применены стабилизаторы Тритон X-100 и Бридж 35. Они формируют защитную оболочку на частицах, заставляя отодвигаться друг от друга наподобие того, как отталкиваются одинаковые полюсы магнитов. Дополнительный эффект дает сама база: умягченная вода с низкой минерализацией улучшает вытеснение нефти из породы.
Для обеспечения стабильной работы компонентов был проведен ряд экспериментов по подбору оптимальной концентрации. Испытания растворов разной "крепости" показали, что оптимальный эффект достигается при 350 ppm (0,035%, или 350 г состава на тонну воды). Именно при этой дозировке происходят ключевые изменения.
Исследование проводилось на кернах – извлеченных из нефтяного пласта цилиндрических образцах горной породы. Сначала через такой образец прокачивали обычную воду низкой минерализации, что позволяло извлечь 55% нефти. Именно такие результаты приносят существующие решения повышения эффективности добычи.
"Затем в тот же образец добавили умную наножидкость. Это позволило извлечь дополнительно 15% нефти от начальных запасов. Таким образом, общий коэффициент вытеснения нефти достиг 70%, что на 21,5% больше, чем при использовании только воды. К тому же эффективность данной разработки оказалась в 1,5–3 раза выше, чем у традиционных аналогов, которые в среднем обеспечивают рост добычи лишь на 5–15%", – указывается в сообщении.
Подчеркивается, что состав экологически безопасен: он собран из нетоксичных компонентов, не формирует вредных соединений в пласте и применяется в минимальных концентрациях.
Мало того, раствор сохраняет однородность не менее двух недель без признаков расслоения и осадка, что упрощает транспортировку, хранение и применение без постоянного перемешивания
В сентябре 2024 года Юрий Москвитин писал в "Профиле" о современных способах добычи трудноизвлекаемой нефти, состоянии и перспективах отрасли. В том числе он рассказывал о методе гидроразрыва пласта, который считают революцией в нефте- и газодобыче: под гидроударом порода крошится, становится более проницаемой, вследствие чего нефть и газ под давлением пласта находят путь к коллектору.
