«Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море»

Применение нанотехнологий для повышения нефтеотдачи пластов: нанокатализаторы

УДК: 620.3+622.276.344+622.245.54+622.276.6
DOI: -

Авторы:

¹ Кубанский государственный технологический университет, Краснодар, Россия

Ключевые слова: нанотехнологии, нанокатализаторы, нефтеотдача, наночастицы (НЧ), SAGD, циклическая обработка паров, вязкость, внутрипластовое горение, высоковязкие нефти и битумы, сераорганическое соединение, реакции акватермолиза, асфальтены и смолы

Аннотация:

В связи с сокращением традиционных источников углеводородов (УВ), разработка месторождений высоковязких нефтей и природных битумов для многих нефтегазовых компаний стала приоритетна. Однако для добычи нетрадиционных ресурсов (тяжелые нефти, битумы, газовые гидраты) требуются колоссальные инвестиции. На данный момент наиболее распространенными методами разработки тяжелой нефти и природных битумов являются SAGD (парогравитационное дренирование пластов), циклическая обработка паров и внутрипластовое горение. Однако перечисленные методы имеют ряд недостатков: некоторые из них требуют дорогостоящих технологий, другие не позволяют добиться высокого уровня извлечения нефти, третьи приводят к частичному износу сырья. Следовательно, перед нефтяной промышленностью стоит задача найти новые, более эффективные и менее затратные методы разработки высоковязких нефтей и битумов. В этом направлении больше внимания уделяется потенциальному применению нанокатализаторов для перспективного процесса внутрипластового облагораживания тяжелых нефтей с целью увеличения нефтеотдачи пластов. В этой статье представлен обзор последних исследований применений нанокатализаторов для экономичного и экологически безопасного подхода к раскрытию ресурсов тяжелой высоковязкой нефти.

Список литературы:

1. Хавкин А.Я. Наноявления и нанотехнологии в добыче нефти и газа. – М.; Ижевск: Ин-т компьютер. исслед., 2010. – 691 с.
2. Гилаев Г.Г., Амер М., Аль-Идриси М.С. Применение нанотехнологий для повышения нефтеотдачи пластов: наножидкости // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2023. – № 11(371). – С. 42–49. – DOI: 10.33285/0130-3872-2023-11(371)-42-49
3. Применение нанотехнологий для повышения нефтеотдачи пластов: наноэмульсии / Г.Г. Гилаев, М. Амер, М.С. Аль-Идриси [и др.] // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2024. – № 2(374). – С. 56–62.
4. Ингибирование осаждения асфальтенов с применением наночастиц при добыче ВВН / Г.Г. Гилаев, М. Амер, М.С. Аль-Идриси [и др.] // Инновационные технологии в нефтегазовой отрасли. Проблемы устойчивого развития территорий: материалы IV Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 30-летию фак. нефтегазовой инженерии СКФУ, Ставрополь, 07–08 дек. 2023 г. – Ставрополь: Сев.-Кавказ. федер. ун-т, 2023. – С. 184–187.
5. Gilaev G.G., Amer M., Al-Edresi M.S. Effect of nanoparticles on the mobility of injected fluid for enhancing oil recovery // Scientific research of the SCO countries: synergy and integration: Proceedings of the Int. Conf., Beijing, China, Oct. 14, 2023. – Beijing: Infinity, 2023. – P. 188–192. – DOI: 10.34660/INF.2023.86.99.462
6. Hyne J.B. Aquathermolysis: A Synopsis of Work on the Chemical Reaction Between Water (Steam) and Heavy Oil Sands during Simulated Steam Stimulation. – Edmonton, AB, Canada: Alberta Oil Sands Technology & Research Authority, 1986. – 82 p.
7. Ogolo N.A., Olafuyi O.A., Onyekonwu M.O. Enhanced Oil Recovery Using Nanoparticles // Proceedings of the SPE Saudi Arabia Section Technical Symposium and Exhibition, Al-Khobar, Saudi Arabia, April 8–11, 2012. – DOI: 10.2118/160847-MS
8. Ehtesabi H., Ahadian M.M., Taghikhani V. Enhanced Heavy Oil Recovery Using TiO2 Nanoparticles: Investigation of Deposition during Transport in Core Plug // Energy & Fuels. – 2015. – Vol. 29, Issue 1. – P. 1–8. – DOI: 10.1021/ef5015605
9. Smart Nano-EOR Process for Abu Dhabi Carbonate Reservoirs / M.R. Haroun, S. Alhassan, A.A. Ansari [et al.] // Proceedings of the Abu Dhabi Int. Petroleum Conf. and Exhibition, Abu Dhabi, UAE, Nov. 11–14, 2012. – DOI: 10.2118/162386-ms
10. Greff J.H., Babadagli T. Catalytic Effects of Nano-Size Metal Ions in Breaking Asphaltene Molecules During Thermal Recovery of Heavy-Oil // Proceedings of the SPE Annual Technical Conf. and Exhibition, Denver, CO, USA, Oct. 30 – Nov. 2, 2011. – DOI: 10.2118/146604-MS
11. Nassar N.N., Husein M.M., Pereira-Almao P. In-situ prepared nanoparticles in support of oilsands industry meeting future environmental challenges // Exploration and Production: Oil and Gas Review. – 2011. – Vol. 9, Issue 1. – P. 46–48.
12. Nanotechnology Applied to Thermal Enhanced Oil Recovery Processes: A Review / O.E. Medina, C. Olmos, S.H. Lopera [et al.] // Energies. – 2019. – Vol. 12, Issue 24. – P. 4671. – DOI: 10.3390/en12244671
13. Hashemi R., Nassar N.N., Pereira-Almao P. In Situ Upgrading of Athabasca Bitumen Using Multimetallic Ultradispersed Nanocatalysts in an Oil Sands Packed-Bed Column: Part 1. Produced Liquid Quality Enhancement // Energy & Fuels. – 2014. – Vol. 28, Issue 2. – P. 1338–1350. – DOI: 10.1021/ef401716h
14. Hashemi R., Nassar N.N., Pereira-Almao P. In Situ Upgrading of Athabasca Bitumen Using Multimetallic Ultradispersed Nanocatalysts in an Oil Sands Packed-Bed Column: Part 2. Solid Analysis and Gaseous Product Distribution // Energy & Fuels. – 2014. – Vol. 28, Issue 2. – P. 1351–1361. – DOI: 10.1021/ef401719n
15. Nassar N.N., Hassan A., Pereira-Almao P. Application of Nanotechnology for Heavy Oil Upgrading: Catalytic Steam Gasification/Cracking of Asphaltenes // Energy & Fuels. – 2011. – Vol. 25, Issue 4. – P. 1566–1570. – DOI: 10.1021/ef2001772
16. Hamedi Shokrlu Y., Babadagli T. In-Situ Upgrading of Heavy Oil/Bitumen During Steam Injection by Use of Metal Nanoparticles: A Study on In-Situ Catalysis and Catalyst Transportation // SPE Reservoir Evaluation & Engineering. – 2013. – Vol. 16, Issue 3. – P. 333–344. – DOI: 10.2118/146661-PA
17. Hashemi R., Nassar N.N., Pereira-Almao P. Enhanced Heavy Oil Recovery by in Situ Prepared Ultradispersed Multimetallic Nanoparticles: A Study of Hot Fluid Flooding for Athabasca Bitumen Recovery // Energy & Fuels. – 2013. – Vol. 27, Issue 4. – P. 2194–2201. – DOI: 10.1021/ef3020537
18. Galarraga C.E., Pereira-Almao P. Hydrocracking of Athabasca Bitumen Using Submicronic Multimetallic Catalysts at Near In-Reservoir Conditions // Energy & Fuels. – 2010. – Vol. 24, Issue 4. – P. 2383–2389. – DOI: 10.1021/ef9013407
19. Heavy Oil Upgrading and Enhanced Recovery in a Steam Injection Process Assisted by NiO- and PdO-Functionalized SiO2 Nanoparticulated Catalysts / L. Cardona, D. Arias-Madrid, F.B. Cortés [et al.] // Catalysts. – 2018. – Vol. 8, Issue 4. – P. 132. – DOI: 10.3390/catal8040132
20. Влияние термических и каталитических методов добычи на состав и свойства извлекаемой нефти / А.И. Хамидуллина, Д.А. Ибрагимова, С.М. Петров, З.Р. Закирова // Вестн. технолог. ун-та. – 2015. – Т. 18, № 9. – С. 124–128.
21. Nassar N.N., Hassan A., Pereira-Almao P. Application of Nanotechnology for Heavy Oil Upgrading: Catalytic Steam Gasification/Cracking of Asphaltenes // Energy & Fuels. – 2011. – Vol. 25, Issue 4. – P. 1566–1570. – DOI: 10.1021/ef2001772
22. Effect of cyclohexane as hydrogen-donor in ultradispersed catalytic upgrading of heavy oil / A. Hart, Ch. Lewis, T. White [et al.] // Fuel Processing Technology. – 2015. – Vol. 138. – P. 724–733. – DOI: 10.1016/j.fuproc.2015.07.016