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

Применение нанокатализаторов для повышения эффективности разработки тяжелых высоковязких нефтей

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

Авторы:

¹ Кубанский государственный технологический университет, Краснодар, Россия
² Самотлорнефтегаз, Нижневартовск, Россия

Ключевые слова: нанотехнологии, нанокатализаторы, нефтеотдача, наночастицы (НЧ), SAGD, циклическая обработка паров, вязкость, внутрипластовое горение, высоковязкие нефти и битумы, каталитический эффект, окисление, асфальтены и смолы

Аннотация:

По мере сокращения запасов легкой нефти разработка месторождений тяжелых высоковязких нефтей и природных битумов становится приоритетной задачей для многих нефтегазодобывающих компаний. Однако разработка подобных углеводородных ресурсов требует больших инвестиций со стороны компаний. Для обеспечения рентабельности необходимо создание новых технологий добычи. В настоящее время наиболее распространенными методами разработки тяжелой нефти и природных битумов являются SAGD, циклическая обработка паров и внутрипластовое горение. Эти методы обеспечивают подвижность высоковязких нефтей в пластах путем изменений некоторых физико-химических свойств. Тем не менее, тепловые методы требуют дорогостоящих технологий и высоких эксплуатационных затрат. Рассмотрены новые методы, основанные на нанотехнологиях, позволяющие снизить стоимость разработки. Применение нанотехнологий в термических методах разработки становится альтернативой традиционным методам извлечения сверхтяжелой и тяжелой сырой нефти, способной привести к снижению потребления энергии, меньшему загрязнению окружающей среды и достижению высокого коэффициента извлечения (КИН). В данной статье представлен обзор последних исследований в области применений нанокатализаторов в качестве экономически эффективного и экологически безопасного подхода к раскрытию ресурсов тяжелой высоковязкой нефти.

Список литературы:

1. Гилаев Г.Г., Амер М., Аль-Идриси М.С. Применение нанотехнологий для повышения нефтеотдачи пластов: наножидкости // Стр-во 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
2. Применение нанотехнологий для повышения нефтеотдачи пластов: наноэмульсии / Г.Г. Гилаев, М. Амер, М.С. Аль-Идриси [и др.] // Стр-во нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2024. – № 2(374). – С. 56–62.
3. 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: СКФУ, 2023. – С. 184–187.
4. Влияние наночастиц на снижение межграничного натяжения для повышения нефтеотдачи / М. Амер, Г.Г. Гилаев, М.С. Аль-Идриси [и др.] // Векторы развития ТЭК России: материалы I Междунар. (III Всерос.) науч.-практ. конф., Краснодар, 30 нояб. 2023 г. – Краснодар: Краснодарский ЦНТИ – фил. ФГБУ "РЭА" Минэнерго РФ, 2023. – С. 10–18.
5. Хавкин А.Я. Наноявления и нанотехнологии в добыче нефти и газа / Парламентский центр "Наукоемкие технологии, интеллектуальная собственность" Федерального собрания РФ (ПЦ "НТИС" ФС РФ), Междунар. общественный "Фонд содействия экономическому развитию им. Н.К. Байбакова" (Фонд Байбакова), Нанотехнологическое об-во России (НОР). – М.: Ин-т компьютер. исслед., 2010. – 691 с.
6. Nassar N.N., Hassan A., Pereira-Almao P. Comparative oxidation of adsorbed asphaltenes onto transition metal oxide nanoparticles // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2011. – Vol. 384, Issue 1-3. – P. 145–149. – DOI: 10.1016/j.colsurfa.2011.03.049
7. Effects of the Size of NiO Nanoparticles on the Catalytic Oxidation of Quinolin-65 as an Asphaltene Model Compound / N.N. Marei, N.N. Nassar, G. Vitale [et al.] // Fuel. – 2017. – Vol. 207. – P. 423–437. – DOI: 10.1016/j.fuel.2017.06.106
8. Nanosize Effects of NiO Nanosorbcats on Adsorption and Catalytic Thermo-Oxidative Decomposition of Vacuum Residue Asphaltenes / N.N. Marei, N.N. Nassar, M. Hmoudah [et al.] // The Canadian J. of Chemical Engineering. – 2017. – Vol. 95, Issue 10. – P. 1864–1874. – DOI: 10.1002/cjce.22884
9. Mirzayi B., Shayan N.N. Adsorption kinetics and catalytic oxidation of asphaltene on synthesized maghemite nanoparticles // J. of Petroleum Science and Engineering. – 2014. – Vol. 121. – P. 134–141. – DOI: 10.1016/j.petrol.2014.06.031
10. Catalytic effect of in-situ preparation of copper oxide nanoparticles on the heavy oil low-temperature oxidation process in air injection recovery / Xiao-dong Tang, Guo-jian Liang, Jing-jing Li [et al.] // Petroleum Science and Technology. – 2017. – Vol. 35, Issue 13. – P. 1321–1326. – DOI: 10.1080/10916466.2017.1318145
11. Copper stearate as a catalyst for improving the oxidation performance of heavy oil in in-situ combustion process / Chengdong Yuan, M.A. Varfolomeev, D.A. Emelianov [et al.] // Applied Catalysis A: General. – 2018. – Vol. 564. – P. 79–89. – DOI: 10.1016/j.apcata.2018.07.021
12. Franco-Ariza C.A., Guzmán-Calle J.D., Cortés F.B. Adsorption and catalytic oxidation of asphaltenes in fumed silica nanoparticles: Effect of the surface acidity // Dyna. – 2016. – Vol. 83, Issue 198. – P. 171–179. – DOI: 10.15446/dyna.v83n198.56106
13. Adsorption and Subsequent Oxidation of Colombian Asphaltenes onto Nickel and/or Palladium Oxide Supported on Fumed Silica Nanoparticles / C.A. Franco, T. Montoya, N.N. Nassar [et al.] // Energy & Fuels. – 2013. – Vol. 27, Issue 12. – P. 7336–7347. – DOI: 10.1021/ef4018543
14. Effects of Resin I on the Catalytic Oxidation of n-C7 asphaltenes in the Presence of Silica-Based Nanoparticles / M.M. Lozano, C.A. Franco, S.A. Acevedo [et al.] // RSC Advances. – 2016. – Vol. 6, Issue 78. – P. 74630–74642. – DOI: 10.1039/C6RA17554F
15. Influence of Asphaltene Aggregation on the Adsorption and Catalytic Behavior of Nanoparticles / C.A. Franco, N.N. Nassar, T. Montoya [et al.] // Energy & Fuels. – 2015. – Vol. 29, Issue 3. – P. 1610–1621. – DOI: 10.1021/ef502786e
16. Аналитические инструменты прогнозирования продуктивности пластов перспективных площадей Самарской области / С.Ю. Тонкошкуров, В.П. Шакшин, Г.Г. Гилаев, А.М. Зиновьев // Нефть. Газ. Новации. – 2023. – № 11(276). – С. 19–22.
17. Результаты физического и математического моделирования технологии термохимического воздействия на пласт на месторождениях АО "Самаранефтегаз" / С.В. Демин, В.Н. Кожин, И.И. Киреев [и др.] // Нефть. Газ. Новации. – 2023. – № 5(270). – С. 49–52.
18. Результаты расчетов проведения пенокислотной обработки на объектах разработки Pd_IIa и Pd_IIb Южно-Неприковского месторождения / К.В. Пчела, И.И. Киреев, И.В. Синяков [и др.] // Нефть. Газ. Новации. – 2023. – № 5(270). – С. 53–55.