В настоящее время в мире уделяется большое внимание изучению химических превращений тяжелой нефти и природного битума в условиях паротеплового воздействия на карбонатные коллекторы. Парогравитационный метод дренирования нефтесодержащей породы представляет собой экономичный метод увеличения добычи сверхвязкой нефти. Применение тепловых методов приводит к различным изменениям физико-химических свойств добываемой нефти. При этом решающее значение приобретает изучение особенностей химического строения и состава сверхвязкой нефти и их изменения в результате паротеплового воздействия на нефтевмещающую породу необходимые.
В статье рассмотрено влияние породообразующих минералов на физико-химические свойства тяжелой нефти в условиях паротеплового воздействия на пласт. Проведена деструкция биодеградированной нефти в присутствии породообразующих добавок, таких как кальцит, доломит, каолиновая глина и оксид марганца. В экспериментах варьировались условия воздействия - температура и давление. Установлено, что температура и давление существенно влияют на протекающие процессы. Полученные в результате паротеплового воздействия образцы преобразованной нефти отличались пониженной вязкостью, как структурной, так и в области ньютоновского течения, и большим выходом топливных и масляных фракций.
Смолистые вещества в процессе деструкции образуют более легкие компоненты. При паротепловом воздействии деструкция высокомолекулярных соединений нефти происходит на поверхности минеральных добавок с большой площадью поверхности, способных проявлять каталитическую фикцию. На поверхности добавок возникает частичная структуризация мономолекулярного поверхностного слоя с понижением энтропии адсорбированных молекул. Это приводит к смещению равновесия в сторону мономолекулярных реакций термического разложения –С–С– связей по радикально цепному механизму. При этом имеют место два конкурирующих механизма: с одной стороны, повышение температуры усиливает процессы крекинга высокомолекулярных соединений нефти, с другой, - усиливающийся температурный фон в отсутствие высокого давления снижает вероятность их адсорбции на поверхности добавки.
Список литературы
1. Свойства тяжелых нефтей и битумов пермских отложений Татарстана в природных и техногенных процессах / Г.П. Каюкова, С.М. Петров, Б.В. Успенский. – М.: ГЕОС, 2015. – 343 с.
2. Changes of Asphaltenes’ Structural Phase Characteristics in the Process of Conversion of Heavy Oil in the Hydrothermal Catalytic System/G.P. Kayukova, A.T. Gubaidullin, S.M. Petrov [et al.] // Energy Fuels. – 2016. – № 30. – С. 773−783.
3. Исследование реологических свойств продуктов термической обработки битуминозной нефти в присутствии породообразующих минералов/ С.М. Петров, Я.И.И. Абделсалам, А.В. Вахин [и др.] // Химия и технология топлив и масел. – 2015. – № 1(587). – С. 79–82.
4. Акватермолиз высоковязкой нефти в присутствии нефтерастворимого катализатора на основе железа/ А.В. Вахин, С.А. Ситнов, И.И. Мухаматдинов [и др.] // Химия и технология топлив и масел. – 2017. – № 5. – С. 24–28.
5. Geothermal conversion of organic matter in the carbonaceous medium in the presence of homogeneous oxidation catalysts/S.М. Petrov, D.A. Ibragimova, A.G. Safiulina [et al.] // Journal of Petroleum Science and Engineering – 2017. – V. 159. – P. 497–505.
6. Catalytic Aquathermolysis of Heavy Oil with Iron Tris(acetylacetonate): Changes of Heavy Oil Composition and in Situ Formation of Magnetic Nanoparticles/ A.V. Galukhin, A.A. Erokhin, Y.N. Osin, D.K. Nurgaliev // Energy Fuels. – 2015. – №. 29. – P. 4768–4773.
7. Кадиев Х.М., Хаджиев С.Н., Кадиева М.Х. Синтез и применение наночастиц полифункционального катализатора для гидроконверсии природного битума // Нефтехимия. –2013. – Т. 53. – № 5. – С. 337.
8. Акватермолиз нефтей и природных битумов: химизм процесса, катализаторы, перспективы промышленной реализации/Б.П. Туманян, Н.Н. Петрухина, Г.П. Каюкова [и др.]// Успехи химии. – 2015. – Т. 84. – № 11. – С. 1145–1175.
10. Влияние породообразующих и каталитических добавок на преобразование тяжелой высоковязкой нефти/ С.М. Петров, Д.А. Ибрагимова, Я.И.И. Абделсалам, Г.П. Каюкова // Нефтехимия. – 2016. – Т. 56. – № 1. – С. 24–29
11. Structural changes of heavy oil in the composition of the sandstone in a catalytic and non-catalytic aquathermolysis/ S.A. Sitnov, D.A. Feoktistov, M.S. Petrovnina [et al.]// International Journal of Pharmacy and Technology. – 2016. – № 8(3). – P. 15074–15080.
12. Maity S.K., Ancheyta J.; Marroquín G. Catalytic Aquathermolysis Used for Viscosity Reduction of Heavy Crude Oils: A Review//EnergyFuels. – 2010. – № 24.– Р. 2809–2816.
