Разработка физико-химических основ технологических процессов добычи, транспортировки и переработки высоковязких нефтей и битумов

Выявлены особенности состава и свойств нефтей из карбонатных коллекторов. Показано, что нефти из карбонатных коллекторов, в отличие от нефтей из терригенных коллекторов разновозрастных отложений, характеризуются повышенным содержанием смолисто-асфальтеновых компонентов, твердых парафинов, пониженным содержанием непредельных углеводородов, повышенным содержанием окисленных структур. Установлено, что, в отличие от нефтей из терригенных отложений, нефти карбоновых отложений, в том числе и из карбонатных коллекторов, сильно структурированы, что, скорее всего, обусловлено особенностями структуры дисперсной фазы в них. Установлена направленность изменений состава тяжелой нефти Ашальчинского месторождения и ее качественных характеристик в гидротермально-каталитических процессах при температурах 250, 300 и 350°С в различных средах (углекислотной и в присутствии протонодонора тетралина) с использованием в качестве катализатора природного минерала – пирита. В углекислотной среде в присутствии катализатора, по сравнению с исходной нефтью и продуктами контрольных опытов, с увеличением температуры наблюдается интенсивное образование насыщенных углеводородов при заметном снижении содержания смол и асфальтенов, что находит отражение в снижении вязкости тяжелой нефти. В присутствии протонодонора наиболее глубокие изменения происходят при температуре 350°С: плотность снижается с 0,968 до 0,951 г/см³ и кинематическая вязкость при 20°С – практически на порядок по сравнению с нативной нефтью. Полученные результаты дают основание предполагать перспективность применения гидротермально-каталитических процессов для облагораживания состава тяжелой нефти. Определены параметры паротеплового воздействия на карбонатный коллектор, оказывающие влияние на вытеснение нефти. Установлено, что повышение температуры парогазового воздействия до 500°С при давлении в зоне конденсации 40 атм. способствует как увеличению выхода вытесняемой нефти, так и приближению её состава и свойств к исходной нефти, содержащейся в породе до паротеплового воздействия. Подготовлено методическое обеспечение для оценки вязкости и температур текучести малых объемов нефти методом капельной склон-реометрии. Установлено, что температура текучести нефти с ростом доли растворителя в ней (до 3% мас.) снижается неравномерно и имеет выраженное плато. Впервые установлена корреляция дисперсии показателя преломления с содержанием в нефтях смол. Получены и проанализированы концентраты нефтяных смол с повышенным содержанием гетероатомных структур. Оценено их влияние на стабильность асфальтенов в нефтяной системе и коксообразование в процессе термодеструкции тяжелого нефтяного остатка. При воздействии концентрированной серной кислоты на растворенные в хлороформе вакуумные остатки АО «Танеко» в результате протекающих процессов сульфирования и окисления получены нефтяные сульфокатиониты с сорбционной емкостью 10 - 15 мг/г по отношению к катионам кальция и 10 - 18 мг/г по отношению к катионам меди. Выявлена взаимосвязь структурно-группового состава и сорбционных свойств нефтяных сульфокатионитов.