Нефтяники постоянно находятся в поиске новых технологий для разработки месторождений с трудноизвлекаемыми запасами. Специалисты ЛУКОЙЛ-Коми, например, предлагают использовать для этих целей технологию каталитического акватермолиза. Исследованиями в этом направлении занимается ведущий инженер технологического отдела Службы заместителя генерального директора ЛУКОЙЛ-Коми по бурению Айтуган Киекбаев.
На данный момент наиболее распространенными методами освоения тяжелых нефтей и природных битумов являются методы SAGD (метод парогравитационного дренирования пласта), пароциклический и «внутрипластового горения». Но упомянутые выше способы имеют ряд недостатков: одни нуждаются в дорогостоящих технологиях, другие не позволяют достичь большого уровня нефтеотдачи, при использовании третьих происходит частичное обесценивание сырья. Следовательно, перед нефтяной промышленностью стоит задача поиска новых, более эффективных и менее затратных способов разработки высоковязких нефтей и битумов.
Как отмечает Айтуган Аюпович, сегодня все большее внимание уделяется акватермолизу как перспективному процессу внутрипластового облагораживания тяжелых нефтей. Под этим понятием подразумевается совокупность реакций термического крекинга в присутствии воды. Акватермолиз используется при добыче и транспортировке тяжелой нефти для ее расщепления и понижения вязкости.
При этом процессе, как и при большинстве процессов разработки тяжелых нефтей, происходит разогрев пласта, но также идет закачка катализатора. Температуры разогретого пласта может вполне хватить для конверсии тяжелых нефтей еще до момента их извлечения.
Физические принципы технологии
При паротепловом воздействии на пласт снижается вязкость нефти и повышается охват пласта. Установлено, что в незначительной степени асфальтены и смолы, которые и определяют высокую вязкость, подвергаются деструкции.
Инжекция каталитических металлов в продуктивный горизонт усиливает способность минерального скелета породы обеспечивать конверсию нефти уже в пласте. Это позволяет не только увеличить охват пласта за счет снижения молекулярной массы смол и асфальтенов, но и необратимо снизить вязкость добываемой нефти и содержание в ней трудноперерабатываемых компонентов.
Использование катализаторов на стадии нефтедобычи повышает энергоэффективность паротепловых методов, также в значительной степени снижаются экологические риски в результате уменьшения количества образующихся нефтешламов на различных стадиях.
Объектом исследования служили образцы нефти Лыаельской площади Ярегского месторождения. Исследования физико-химических характеристик нефти, паротепловое воздействие на образцы нефти, а также синтез прекурсоров катализатора проводились в НИЛ «Внутрипластовое горение» Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета. Образцы нефти были черного цвета и имели слабовыраженный запах сероводорода. Наличия газа, растворенного в массе нефти, не наблюдалось, но в то же время отмечалось наличие свободной воды. Для проведения физико-химических исследований нефти необходимо было подвергнуть ее процессу обезвоживания центрифугированием.
Моделирование процесса
В исследовательской работе для синтеза прекурсора катализатора акватермолиза использовали промышленный продукт переработки древесины.
Лабораторное моделирование процесса термического воздействия в присутствии катализаторов акватермолиза и глины было проведено в реакторе высокого давления, затем все модельные системы подвергались центрифугированию с целью отделения воды от нефти. Далее определялись физико-химические показатели образцов нефти после выгрузки из автоклава.
Опыты показали, что относительно исходной нефти паротепловое воздействие приводит к незначительному росту содержания смол и асфальтенов в результате потери легких углеводородов.
При сопоставлении контрольного опыта и опыта с добавлением в систему катализатора фиксируется снижение содержания тяжелых углеводородов. Даже такое незначительное изменение в содержании смол и асфальтенов обеспечивает значительное изменение вязкости.
Подготовила
Светлана БЫКОВСКАЯ
На рисунке представлены результаты измерения вязкостно-температурных характеристик исходной нефти и продуктов каталитического акватермолиза при различной температуре. В результате обеспечения катализатором процесса деструкции в молекулах тяжелых компонентов происходит снижение вязкости более чем на 50 %.