Химия
Нефтегазовая промышленность - один из важнейших секторов хозяйства России. В последние годы с нефтью связаны значимые события мировой экономики и политики. Несомненно, Россия, владеющая большими запасами нефти, традиционно является одним из лидеров по экспорту этого сырья на мировой рынок. Для будущего успешного развития нефтегазовой индустрии важен не только поиск новых месторождений, но и рациональное освоение уже существующих. Использование нанотехнологий открыло очередные перспективные подходы к методам увеличения нефтеотдачи на уже освоенных и истощенных месторождениях.
АКТУАЛЬНОСТЬ: КИНа не будет?
“Заявка на лидерство в мировой энергетике – это амбициозная задача. И для ее решения недостаточно лишь наращивать объемы производства и экспорта энергоресурсов. Россия должна стать инициатором и «законодателем мод» в энергетических инновациях, в новых технологиях, в поиске современных форм ресурсо- и недросбережения. Убежден: наша страна, ее топливно-энергетический комплекс и отечественная наука готовы принять такой вызов.” (В. В. Путин, заседание Совета безопасности РФ 2005 г.)
Российская Федерация является энергетической державой. Невзирая на кажущееся огромное количество энергоресурсов, еще в 2007 г., Президент РФ, В.В. Путин на совещании по развитию нефтегазовой отрасли сказал, что добыча нефтегазовых ресурсов производится неэффективно. Большинство ресурсов просто остается под землей из-за сложности разработки месторождений. На нынешнем этапе развития большая часть крупнейших месторождений РФ вступило в позднюю стадию разработки. В последние годы дебиты нефтяных скважин имели тенденцию к снижению. Если верить данным «ЦДУ ТЭК», в 2019 г. показатель добычи нефтяного сырья в сутки составлял 8,61 тонн, а в 2020 г. - 7,84 тонн. А в 2030 году, считают эксперты «АссоНефти», он может упасть до 5,4 тонн в сутки.
Несмотря на значительное количество научных исследований, посвящённых проблемам усовершенствования МУН, наиболее используемые и распространенные методы не могут существенно увеличить КИН. В последние годы появились работы, посвящённые влиянию наносуспензий на коэффициент извлечения нефти из пласта.
Эффективность нефтеотдачи с использованием нанотехнологий обусловлена наноразмерами: поверхность пор горной породы имеет нанометровую шероховатость, а их смачивающие свойства как раз и зависят от шероховатости. Другими словами, урегулирование свойств нефтегазовых пластов на уровне электрических взаимодействий, смачивания, изменения структуры минералов (размеры которых 20 – 40 нанометров) можно решить с применением нанотехнологий. Очевидно, что в каждом определенном случае нужно учитывать различные особенности. Но, как утверждают специалисты, цель оправдывает средства, так как повышение КИН даже на 1% соизмеримо с открытием еще одного месторождения, а увеличение его всего на 5% повышает добычу нефти на 90 млн тонн в год.
ПРОБЛЕМА ИССЛЕДОВАНИЯ: в России наблюдается тенденция снижения коэффициента нефтеизвлечения (КИН). Уменьшение коэффициента нефтеизвлечения объясняется тем, что для извлечения запасов не применяются необходимые современные методы разработки на уже существующих месторождениях. В частности, опускается возможность использования наночастиц
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: определить степень эффективности и рациональности использования наночастиц для увеличения КИН
ЗАДАЧИ РАБОТЫ:
· провести обзор наиболее распространенных и современных методов повышения нефтеотдачи;
· изучить уже полученные сведения о МУН с применением наночастиц;
· провести ряд экспериментов для сравнительной характеристики наиболее используемыми методов нефтеотдачи с методами на основе наночастиц, а также обоснования причин повышения КИН;
· произвести ряд расчетов c экономической точки зрения для обоснования рациональности использования наночастиц в нефтеотдачи;
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ: наночастицы
ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ: физические и химические явления и законы, позволяющие обосновать причину повышения КИН с помощью наночастиц
ГИПОТЕЗА: автор предполагает, что эффективность нефтеизвлечения на месторождениях, которые находятся на поздней стадии разработки, можно существенно повысить, используя МУН на основе наночастиц
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ: теоретический анализ литературы и сети Интернет, сравнение, классификация, эксперимент, анализ и вычисления на основе полученных данных
НОВИЗНА: на данный момент не имеется полноценных данных о поведении наночастиц в породе, имеются лишь общие представления, не позволяющие дать четкое обоснование причин возникновения исследуемого явления
1. Р. М. Гадельшин, Д. А. Ибрагимова, И. И. Гуссамов, Р. К. Ибрагимов
Применение наночастиц в нефтедобыче тяжелой и битуминозной нефти.// Вестник технологического университета. 2015. Т.18, №17
2. Вступительное слово на заседании Совета Безопасности по вопросу о роли России в обеспечении международной энергетической безопасности //
22 декабря 2005 года, Москва, Кремль
3. КИНа не будет? //
4. Муллакаев М. С. Современное состояние проблем извлечения нефти
Коэффициент извлечения нефти (КИН) — отношение величины извлекаемых запасов к величине геологических запасов.
Методы увеличения нефтеотдачи (МУН) — технологические методы, позволяющие увеличить объемы добываемой нефти.