В КФУ разработали реагенты, необходимые для нефтедобычи в Баренцевом море

Эффективную серию ингибиторов, предотвращающих образование гидратных пробок при добыче и транспортировке нефти и газа, и при этом превосходящих зарубежные аналоги, разработали ученые Института геологии и нефтегазовых технологий (ИГиНГТ) Казанского федерального университета (КФУ), 6 мая сообщает пресс-служба университета.

Новые ингибиторы, кроме своих высоких функциональных свойств, демонстрируют значительную степень биоразлагаемости в условиях морского шельфа, что делает их более безопасными для человека и окружающей среды.

Заведующий кафедрой разработки и эксплуатации месторождений трудноизвлекаемых углеводородов ИГиНГТ Михаил Варфоломеев рассказал о проделанной коллективом работе:

«Нами ведутся систематические исследования в области гидратных технологий, которые направлены на контроль кинетики процессов гидратообразования углеводородных газов. С одной стороны, нами разрабатываются химические реагенты — промоторы, которые ускоряют получение гидратов в технологии „твердый газ“ для хранения и транспортировки газа. Другое направление связано с борьбой с осложнениями, вызванными образованием гидратов на стадиях добычи, сбора и подготовки нефти и газа, которые могут привести к технологическим остановкам и авариям».

Для морских месторождений эти проблемы особенно остры, так как их результатом может стать загрязнение окружающей среды и даже экологическая катастрофа. Решая эти проблемы, ученые ИГиНГТ КФУ разработали новое направление в области ингибиторов — использование водорастворимых полиуретанов.

Исследователи, варьируя их структуру, стремятся получить высокоэффективные многофункциональные реагенты, которые в нашей стране не производятся, а приобретаются за рубежом.

Работа велась в рамках проекта РЦНИ № 20-55-20010 «Экологически чистые многофункциональные нефтепромысловые реагенты для минимизации воздействия и загрязнения морской среды».

Ученые КФУ к 2024 году синтезировали и запатентовали широкий ряд молекул для таких реагентов. Результаты их исследований представлены в статье «Эффективное предотвращение образования газовых гидратов структуры II с использованием недавно синтезированных кинетических ингибиторов», опубликованной в журнале Chemical Engineering Science.

В статье исследователи описали зависимости антигидратных свойств молекул от использования тех или иных мономеров на основе диалкиламинов. Младший научный сотрудник НИЛ методов увеличения нефтеотдачи Дмитрий Гнездилов рассказал об исследовании:

«Мы исследовали наши ингибиторы в динамических и статических условиях, которые моделируют различные этапы реальных процессов в нефтегазовой сфере, с использованием специализированной установки с качающимися ячейками и дифференциально сканирующей калориметрии. С помощью наших исследований удалось выявить взаимосвязь между снижением межфазного натяжения и увеличением эффективности кинетических ингибиторов. Этот факт еще больше подтверждает гипотезу о том, что водорастворимые полиуретаны действуют по адсорбционному механизму».

Его рассказ дополнил ведущий научный сотрудник НИЛ методов увеличения нефтеотдачи НЦМУ Роман Павельев:

«По температуре переохлаждения процесса гидратообразования наши ингибиторы превосходят наиболее известные зарубежные реагенты, что позволяет успешно их применять в более жестких условиях. При этом исследования в воде Баренцева моря показывают, что они обладают хорошей биодеградацией и более безопасны по сравнению с иностранными аналогами».

В настоящее время ученые КФУ намерены оптимизировать технологию синтеза разработанных соединений с целью масштабировать ее для промышленного применения с сохранением высоких целевых свойств.

Но продолжатся и поиск новых мономеров, которые смогут обеспечить лучшую растворимость полимеров в воде с различной минерализацией, чтобы расширить область их применения.

«Стоит задача подбора ингибитора не только для добычи, сбора и транспортировки углеводородного флюида по трубопроводам, но и для эффективной закачки газа в пласт для увеличения нефтеотдачи. Здесь нам предстоит решить более сложную задачу, так как условия применения являются более жесткими за счет высокого давления и минерализации пластовой воды», — рассказал о ближайших планах исследователей Дмитрий Гнездилов.

Одновременно предполагается применение разработанного ингибитора в условиях морских месторождений, включая расположенные на Арктическом шельфе, которое расширит возможности нефтедобычи в условиях экстремального холода.

Значение разработанных казанскими учеными ингибиторов для отечественной экономики очень велико, так как перед нефтегазодобывающей отраслью поставлена задача вести добычу углеводородов в оптимальном для окружающей среды режиме, чтобы она полностью соответствовала экологическим требованиям.