Функциональные наноразмерные материалы на основе глубоких эвтектических растворителей для увеличения нефтеотдачи и других значимых технологий освоения природных ресурсов Арктической зоны Российской Федерации

Объекты исследования: трудноизвлекаемые нефти Арктической зоны РФ; высоковязкие нефти, глубокие эвтектические растворители (ГЭР), нефтевытесняющие и гелеобразующие композиции на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ), полимеров и ГЭР, гели, золи, криогели, пластовая микрофлора. Цель проекта: Создание научных основ получения функциональных наноразмерных материалов на основе глубоких эвтектических растворителей (ГЭР): термотропных наноструктурированных нефтевытесняющих и гелеобразующих композиций с регулируемыми физико-химическими, поверхностно-активными и реологическими свойствами для увеличения нефтеотдачи месторождений в северных регионах и Арктической зоне РФ, и наноразмерных криоматериалов для экологически безопасного освоения природных ресурсов Арктической зоны РФ, способов получения товарных форм созданных функциональных материалов на основе ГЭР, неорганических соединений, ПАВ и полимеров, а также новых методов и технологий с их применением для увеличения нефтеотдачи и значимых природоохранных процессов (рекультивации земель и пр.) в северных регионах и Арктической зоне РФ. Методы исследования: хромато-масс-спектрометрия, электронная спектроскопия, ротационная, вибрационная и капиллярная вискозиметрии, потенциометрия, рН-метрия, сталагмометрия, определение фильтрационных характеристик и коэффициента нефтевытеснения, физико-химический, термический и микробиологический анализы. Основные результаты: Созданы кислотные наноструктурированные нефтевытесняющие композиции для увеличения нефтеотдачи месторождений в северных регионах и Арктической зоне РФ. Их основой являются новые ГЭР – перспективный класс жидких низкотемпературных систем на принципах «зеленой химии». В состав ГЭР входят комплексы многоосновных кислот и кислот Льюиса с координирующими растворителями, в которых за счет донорно-акцепторного взаимодействия неорганических поликислот с полиолами образуются сильные комплексные кислоты. Исследованы фазовые диаграммы плавкости бинарных и тройных ГЭР, определены их эвтектические точки, на их основе разработаны кислотные композиции пролонгированного действия с низкой температурой замерзания (от минус 20 С до минус 50 С), плотностью 1100–1300 кг/м3, вязкостью от десятков до сотен мПа∙с и кислотностью от 0,6 до 3,1 ед. рН. Практически важным является высокая эффективность воздействия на призабойные зоны нефтяных скважин кислотных композиций в сочетании с тепловыми методами – достигается существенный прирост добычи высоковязкой нефти, коэффициент нефтевытеснения составил 95–96 %. Для исследования реодинамики систем на основе ГЭР разработана конструкция быстродействующего датчика реологического состояния, подготовлен комплект рабочих чертежей для изготовления действующего макета. Разработана новая методика оценки реологических свойств вязкоупругих криогелей на основе ГЭР и полимеров для проведения технологических расчетов при проектировании промышленных объектов. Сформирована База данных физико-химических свойств и условий залегания трудноизвлекаемых нефтей из 1038 месторождений 24 нефтегазоносных бассейнов Арктики и коллекция мультиспектральных космических снимков MODIS (72 снимка за 2013–2020 гг.). Построены карты техногенной нагрузки Пуровского района ЯНАО. Государственные задания выполнены полностью. Результаты исследований соответствуют мировому уровню и приоритетному направлению Стратегии научно-технологического развития РФ, их новизна подтверждается патентами и публикациями.