Важнейшие научные достижения ИХН СО РАН 2005г

1. Для увеличения эффективности паротеплового и пароциклического воздействия на залежи высоковязких нефтей с карбонатными коллекторами предложено его сочетание с физико-химическими методами. Созданы нефтевытесняющие композиции на основе клатратов кислот (нетрола), содержащие ПАВ и генерирующие при взаимодействии клатрата с породой и тепловом воздействии углекислый газ и щелочную буферную систему, что способствует увеличению проницаемости породы-коллектора, снижению вязкости нефти и дополнительному ее вытеснению. Установлено, что добавление к композиции карбамида увеличивает буферную емкость, ее максимум смещается к рН = 9.0-10.5, где ПАВ обладают максимальной моющей способностью. Методами ротационной и вибрационной вискозиметрии установлено, что вязкость нефти пермокарбоновой залежи Усинского месторождения после термостатирования с нетрольной композицией снижается в 2.1-2.7 раз. Для увеличения нефтеотдачи залежей высоковязких нефтей в отсутствии паротеплового воздействия при 25-40°С предложены нефтевытесняющие системы на основе ферментативного гидролиза карбамида: композиции ПАВ, карбамида и солей аммония. Для гидролиза карбами­да применяли ферментативный катализ - фермент уреазу и промышленные продукты, содержащие этот фермент. При 20-30°С достигается высокая степень гидролиза карбамида – до 80%, рН раствора увеличивается до 9.2–9.3 ед. рН. После автоклавирования с композициями вязкость нефти Усинского месторождения снижается минимально на 10–30%, максимально в 2–4 раза. Создана компъютерная модель паротеплового и физико-химического воздействия нефтевытесняющими композициями на залежь высоковязкой нефти – программа «Huff&Puff», реализованная в среде Borland Delphi, позволяющая выбирать оптимальные условия, а также прогнозировать технологический эффект.

2. Для проведения классификации нефтей по степени зрелости предложено использовать четыре новых параметра. Два основаны на реакциях изомеризации ди- и триметилнафталинов, которые протекают на стадии катагенеза: DNx = (1,3-диметилнафталин (ДМН)+1,6-ДМН)/(1,4-ДМН+1,5-ДМН), и TNy = (1,3,6-триметилнафталин (ТМН) +1,3,7-ТМН)/(1,3,5-ТМН+1,4,6-ТМН). Два других отражают процессы деалкилирования ди-(ДМФ) и триметилфенантренов (ТМФ) в соотвествующие метилфенантрены (МФ): MDR = MФ/ДMФ and MTR = MФ/TMФ. Применимость этих параметров проанализирована методом факторного анализа на примере 21 образца нефтей и путем сопоставления оценки степени зрелости по параметрам, известным из литературных источников. Предложены четыре уровня градации степени зрелости нефтей.

3. Получены биметаллические цеолитные катализаторы, изучены их физико-химические и каталитические свойства. Показано, что благодаря введению второго элемента существенно повышается каталитическая активность и стабильность монометаллических цеолитных систем в процессе дегидроароматизации метана. На модифицированном молибденом и галлием цеолите с силикатным модулем 40 природный газ с относительно высокой степенью превращается в смесь ароматических углеводородов. Максимальное количество аренов образуется в случае использования цеолитной системы 1,0 % Ga + 4,0% Мо(НРП)/М=40 и достигает 29,5% при 750оС и 1000ч-1, при этом селективность их образования составляет 82,9%. Образцы цеолитных катализаторов, содержащие цинк и хром, также проявляют высокую каталитическую активность в реакции конверсии природного газа и концентрация образующихся на них ароматических углеводородов существенно выше, чем на монометаллических цеолитных системах. На основе созданных катализаторов могут быть разработаны технологии рационального использования различного газообразного углеводородного сырья.

4. Методом электрического взрыва проводников (ЭВП) в различных газовых средах (N2, СО2 и их смесях) получены нанопорошки алюминия, которые в отличие от нанопрошков, полученных в аргоне, имеют более высокую удельную поверхность (до 35 – 38 м2/г). Установлено, что их химическая активность в реакции окисления водой зависит от состава газовой среды, в которой производился ЭВП. Продукты окисления нанопорошков алюминия, полученных в среде смеси газов N2 и СО2, имеют более высокую (на 30 – 50%) сорбционную емкость по отношению к парам и растворам основных компонентов нефтепродуктов. Скорость адсорбции ароматических углеводородов (на примере бензола) в 5 – 8 раз выше, чем для нанопорошков, полученных в среде аргона, что открывает возможности интенсификации процессов очистки воды и воздуха от нефтепродуктов.