Каталитическое преобразование высокомолекулярных компонентов тяжелых нефтей на стадии добычи, обеспечивающее повышение коэффициента нефтеизвлечения и консервацию тяжелых металлов и радионуклидов в пластовой системе

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-73-00021

НазваниеКаталитическое преобразование высокомолекулярных компонентов тяжелых нефтей на стадии добычи, обеспечивающее повышение коэффициента нефтеизвлечения и консервацию тяжелых металлов и радионуклидов в пластовой системе

Руководитель Алиев Фирдавс Абдусамиевич, Кандидат технических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" , Республика Татарстан (Татарстан)

Конкурс №70 - Конкурс 2022 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-403 - Гомогенный катализ и гетерогенный катализ

Ключевые слова тяжелая нефть, акватермолиз, тяжелые металлы, радионуклиды, асфальтены, карбены, карбоиды, крекинг, катализаторы, внутрипластовая конверсия

Код ГРНТИ31.15.27, 31.15.28

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на изучение закономерностей перераспределения тяжелых металлов и радионуклидов в пластовой системе в процессах освоения месторождений высоковязких нефтей при использовании закачиваемых в пласт соединений переходных металлов в каталитических концентрациях. Важной задачей является установление возможности их контролируемой адсорбции на минеральной поверхности породы-коллектора. Это позволит снизить объёмы и токсичность нефтешламов и уменьшить масштабы контаминации окружающей среды. Геохимические аспекты поведения микроэлементов хорошо изучены в области петрологии, в меньшей степени в области нефтяной геологии. В рамках проекта предполагается провести комплексные исследования распределения тяжелых металлов и радионуклидов в пластовой минерало-углеводородной гетерогенной системе при различных термобарических условиях. Техногенное воздействие на пласт в комплексе мероприятий по нефтеизвлечению вызывает в некоторой степени преобразование органического вещества. Часть асфальтенов повышает свою конденсированность, преобразуясь в карбены и карбоиды, по химической природе приближающиеся к коксообразным веществам. При диффузионных процессах в пористой системе пласта-коллектора часть асфальтенов, карбенов и карбоидов адсорбируется на минеральной поверхности вмещающей породы. Предполагается, что именно более склонные к выпадению из нефтяной коллоидной системы асфальтены, карбены и карбоиды концентрируют в себе наибольшую часть тяжёлых металлов и радионуклидов. При этом часть продуктов конверсии асфальтенов обладаю поверхностно-активными свойствами, что дополнительно способствует повышению нефтеотдачи и в то же время активно влияет на стабильность асфальтеновых мицелл. Перспективы развития тепловых технологий добычи высоковязких нефтей связано с использованием внедряемых в пласт соединений различных металлов переходных групп, которые обеспечивают интенсификацию различных реакций облагораживания состава – снижение содержания смол и асфальтенов, определяющих фильтрационные затруднения в процессе нефтеизвлечения и высокую вязкость добытой на поверхность нефти. В проекте будет исследовано влияние металлов переходных групп на интенсивность деструктивного гидрирования высокомолекулярных компонентов тяжелых нефтей и состав образующихся коксообразных веществ. Актуальность: Высоковязкие нефти представляют значительный ресурс для восполнения ресурсной базы нефтехимического комплекса. Немаловажно, что месторождения высоковязких нефтей сосредоточены в старых нефтедобывающих регионах с развитой инфраструктурой. В результате реализации проекта будут созданы подходы к формулированию состава каталитических систем, обеспечивающих снижение в составе добываемых нефтей трудноперерабатываемых компонентов, формирующих токсичные отходы на различных стадиях подготовки, транспортировки и переработки. Данные о перераспределении микроэлементов и радионуклидов в системе осваиваемой залежи послужат основанием для совершенствования технологии добычи тяжелых нефтей с минимальной степенью выноса высокотоксичных компонентов. Новизна проекта заключается в установлении корреляции между природой металлов переходных групп, обладающих в различной степени каталитическими свойствами в отношении ряда реакций, обеспечивающих снижение молекулярной массы смол и асфальтенов, и концентрированием тяжелых металлов и радионуклидов в высокомолекулярных компонентах органического вещества пластовой системы.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Алиев Ф.А., Ахунов А.А., Мирзаев О., Вахин А.В. Development of New Amphiphilic Catalytic Steam Additives for Hydrothermal Enhanced Oil Recovery Techniques catalysts, №8, Т. 12, С. 921 (год публикации - 2022)
10.3390/catal12080921

2. Абделсалам И.И., Алиев Ф.А., Мирзаев О.О., Ситнов С.А., Катнов В.Е.,Ахметзянова Л.А.,Мухаматдинова Р. Э., Вахин А.В. Aquathermolysis of Heavy Crude Oil: Comparison Study of the Performance of Ni(CH3COO)2 and Zn(CH3COO)2 Water-Soluble Catalysts Mdpi (catalysts), Catalysts 2023, 13(5), 873 (год публикации - 2023)
10.3390/catal13050873

3. Абделсалам Я., Хамидуллин Р.Ф.,Катнов В.Е.,Деньгаев А.В., Алиев Ф.А.,Вахин А.В. Influence of FeP and Al(H2PO4)3 Nanocatalysts on the Thermolysis of Heavy Oil in N2 Medium mdpi, Catalysts 2023, 13, 390. (год публикации - 2023)
10.3390/catal13020390

4. Алиев Ф.А., Абделсалам Я., Лапук С., Хельхаль М.А., Сувейд М., Вахин А.В. Efficient Heavy Oil Upgrading with Water-Soluble Nickel and Copper Acetate Catalysts American Chemical Society, Т. 63, №15, С. 6546-6561 (год публикации - 2024)
10.1021/acs.iecr.3c04335

5. Алиев Ф.А., Вахин А.В., Мирзаев О.О., Деньгаев А., Сафиуллина Е.У., Ефременко Д., Горелкина Е. Utilizing an Oil-Soluble Iron and Sodium-Based Catalyst for Catalytic Hydrogenation of Carbon Dioxide in Heavy Oil International Journal of Engineering (год публикации - 2024)

Публикации