Наночастицы помогли улучшить добычу нефти

Ученые из России выяснили, как наночастицы влияют на эффективность извлечения нефти. Добавление их в воду, которая вытесняет нефть из пласта, способствует улучшению отрыва капель нефти от горной породы и вымыванию их на поверхность. Работа исследователей опубликована в Journal of Molecular Liquids.

Нефтегазовая индустрия является одной из важнейших отраслей экономики России. Для ее устойчивого развития необходимо не только открытие новых месторождений, но и рациональное освоение уже существующих. К примеру, для увеличения эффективности требуется создание технологий, которые улучшат нефтеотдачу (показатель извлечения нефти) разрабатываемых месторождений. Одним из способов достижения этой цели является применение нанотехнологий.

Наноматериалы обладают рядом уникальных свойств, которые позволяют использовать их во многих областях нефтегазовой промышленности — они небольшого размера и имеют высокие показатели химической и температурной стабильности. Из-за этих характеристик низкоконцентрированные суспензии наночастиц могут быть использованы в качестве заводняющего агента, который закачивают в нефтяную скважину для увеличения нефтеотдачи. Благодаря свойствам наночастиц увеличивается смачиваемость нефтеносных пластов водой — это способствует лучшему отмыванию горных пород от нефти. На эффективность добычи также влияет межфазное натяжение — сила, которая возникает на границе раздела двух жидкостей. Нефть в горной породе удерживается капиллярными силами. Чтобы ослабить их воздействие, необходимо уменьшить межфазное натяжение, для чего и используются наночастицы.

Поддержанные грантом РНФ исследователи из Сибирского федерального университета и Института теплофизики имени С.С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН изучили влияние размера наночастиц, их концентрации, состава и поверхности на изменение смачиваемости и межфазного натяжения сырой нефти. Перед исследователями стояла задача разработать жидкость с использованием специальных добавок, которые улучшили бы нефтеотдачу. Для проведения эксперимента были приготовлены специальные наножидкости на основе дистиллированной воды. В качестве наночастиц использовались порошки диоксида кремния (SiO₂) и оксида алюминия (Al₂O₃). Для измерения показателей смачиваемости и межфазного натяжения применяли автоматический тензометр. Принцип действия аппарата основан на измерении геометрических параметров и, соответственно, поверхностного натяжения капли исследуемой жидкости. Результаты исследования показали, что добавки даже незначительного количества наночастиц позволяют радикально менять характеристики смачиваемости горных пород, способствуя тем самым увеличению нефтеотдачи.

«Проведение систематических исследований применения наносуспензий и наноэмульсий в технологиях разработки и эксплуатации нефтяных и газовых скважин чрезвычайно важно для нефтегазовой индустрии. Реализация проекта актуальна и с точки зрения получения фундаментального знания. Свойства наносуспензий все еще плохо изучены, хотя уже ясно, что они радикально отличаются от свойств обычных крупнодисперсных суспензий», — рассказывает руководитель проекта, доцент кафедры теплофизики СФУ Андрей Минаков.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.