Ученые из Института физики и Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета (КФУ) разработали технологию СВЧ-акватермолиза, позволяющую извлекать высоковязкую нефть из пластов, залегающих на глубине в более чем 1 км. Результаты исследования опубликованы журнале Catalysts, который издается Междисциплинарным институтом цифровых публикаций (MDPI).

Нефть, в состав которой входит большое количество тяжелых углеводородов, с трудом поддается извлечению из пласта и последующему поднятию по скважине. Одним из способов решения этой проблемы является закачка в пласт катализаторов (ускорителей реакции химических веществ), позволяющих снизить долю высокомолекулярных компонентов в составе «тяжелой» нефти и повысить «подвижность» сырья. Ученые КФУ ранее разработали несколько таких катализаторов (преимущественно, железо-никелевых): их использование обеспечивает возможность извлекать высоковязкую нефть с глубины до 1 км.

Чтобы извлекать нефть из пластов, залегающих на большей глубине, ученые КФУ предложили так называемую технологию акватермолиза, в основе которой лежит применение металлосодержащих катализаторов в сочетании с микроволновым излучением. «При реализации технологии каталитического акватермолиза в продуктивном пласте образуются наноразмерные частицы сульфидов и оксидов переходных металлов. Это катализаторы, которые ускоряют процессы разрыва связей углерод–сера в тяжелых фракциях нефти», – цитирует КФУ ведущего научного сотрудника Института геологии и нефтегазовых технологий Алексея Вахина. «Сульфиды и оксиды переходных металлов являются поглотителями СВЧ-поля. Если воздействовать СВЧ-излучением на частицы металлосодержащих катализаторов, то температура вблизи них будет повышаться до 400 градусов и выше. Это позволяет обеспечить более глубокую степень преобразования высокомолекулярных неуглеводородных компонентов нефти (смол, асфальтенов, коксоподобных веществ».

Лабораторные исследования, проведенные исследователями КФУ, показали, что новый метод позволяет извлекать нефть на глубинах, где закачка пара (т.е. традиционный способ «облагораживания» высокосернистого сырья) не является рациональной. Однако для его промышленного использования потребуется обеспечить доставку металлосодержащих частиц в объем залежи. По мнению ученых КФУ, для этого соединения железа и других металлов должны закачиваться в пласт в виде органорастворимого соединения, которое будет распадаться под воздействием СВЧ-поля.