Ученые КФУ разработали модель для повышения эффективности добычи тяжелой нефти с помощью пара и углекислого газа
Коллектив исследователей Казанского федерального университета создал математическую модель, которая позволяет предсказывать изменения в химическом составе тяжелой нефти при обработке смесью горячего водяного пара и углекислого газа. Пресс-служба Российского научного фонда сообщила, что новая модель помогает оптимизировать параметры закачки реагентов в пласт, что непосредственно сказывается на экономической эффективности добычи трудноизвлекаемого углеводородного сырья. Об этом пишет портал Ferra.
По словам Михаила Варфоломеева, ведущего научного сотрудника Института геологии и нефтегазовых технологий КФУ, снижение себестоимости добычи выгодно как производителям, так и конечным потребителям. Следующим этапом проекта станет изучение влияния катализаторов на этот процесс.
С учетом истощения мировых запасов легкой нефти, отрасль вынуждена переходить к разработке месторождений с высоковязким и плотным сырьем, добыча которого требует значительных энергозатрат. Классический метод включает нагнетание перегретого пара в скважину, что снижает вязкость битуминозной нефти, но этот способ требует много ресурсов и связан с высоким расходом воды и топлива. В поисках альтернативы ученые обратились к комбинированной технологии, добавляя углекислый газ к пару, что позволяет дольше удерживать тепло и облегчает движение нефти по порам.
До недавнего времени у специалистов не было четкого понимания, как оптимально варьировать состав и режим подачи агентов для достижения максимальной нефтеотдачи. Российские химики провели серию лабораторных экспериментов в реакторе, моделирующем условия нефтяного пласта, и изучили взаимодействие тяжелой нефти с парогазовой смесью при различных температурах и концентрациях CO₂. Исследования показали, что сочетание горячего пара и углекислого газа не только снижает вязкость, но и инициирует полезные химические превращения, такие как образование поверхностно-активных веществ, улучшающих смачиваемость породы, и частичное разрушение асфальтенов.
На основе полученных данных была создана прогностическая математическая модель с точностью 93%, которая позволяет рассчитать эволюцию состава нефти во времени при различных температурах и долях углекислого газа. Этот инструмент помогает нефтяным компаниям заранее определить оптимальный режим нагнетания, что минимизирует расходы на электроэнергию и воду, а также снижает экологический след за счет уменьшения потребления пара. В будущем авторы планируют улучшить подход, введя катализаторы, которые могут ускорить полезные реакции и повысить извлекаемость тяжелых углеводородов.
