Создание наноструктурированных нефтевытесняющих композиций с пролонгированным действием на основе поверхностно-активных веществ с контролируемыми физико-химическими свойствами

Несмотря на создание альтернативных возобновляемых источников энергии, потребности мировой экономики в углеводородах неуклонно растут. Запасы традиционных легкодоступных углеводородов постепенно уменьшаются, что связывают с тем, что за последние 20 лет добыча традиционной нефти опережает прирост ее запасов. Согласно прогнозным оценкам, пополнение сырьевой базы в основном будет осуществляться за счет освоения и разработки нетрадиционных ресурсов, таких как битумы, высоковязкие и тяжелые нефти, залегающие в сложных геолого-геофизических условиях. Особый интерес для изучения представляют карбонатные коллекторы высоковязкой нефти, разработка которых традиционными методами во всем мире характеризуется невысокими средними значениями коэффициента добычи нефти. Карбонатные коллекторы представляют около половины запасов нефти в мире, а в России – порядка десятой части. Низкий уровень добычи углеводородного сырья из данных коллекторов обусловлен сложным строением порового пространства, неоднородностью емкостных и фильтрационных свойств, минералогическим разнообразием пород. Одним из наиболее актуальных направлений по освоению запасов карбонатных коллекторов и интенсификации добычи углеводородов является использование химических методов увеличения нефтеотдачи (МУН). Применение данной технологии улучшает прирост углеводородов из нефтяных месторождений в завершающей стадии промышленной разработки. Таким образом, использование данных методов, как правило, уже обеспечено инфраструктурой и производственными мощностями. Стоит отметить, что до сих пор нет экономически оптимальной и технологически эффективной химической композиции для использования в целях интенсификации добычи карбонатных коллекторов. Прежде всего это связано с высокой стоимостью закачиваемых реагентов, которая ограничивает их применение в масштабах месторождения. Кроме того, за счет физико-химических взаимодействий между молекулами реагентов с пластовыми флюидами и минералами происходят их высокие потери, что ухудшает их прохождение вглубь пласта, и, как результат, снижается рентабельность эксплуатации месторождения. Данная проблема может быть решена с помощью создания наноструктурированных нефтевытесняющих композиций с пролонгируемым действием, которые в результате химической эволюции при движении в пласте высвобождают ПАВ. Факторы, которые вызывают химическую эволюцию, являются термобарические условия в пласте. Таким образом, научная новизна данной работы заключается в комбинировании методов инкапсуляции активных веществ, широко применяемых в медицине, фармакологии и биологии, с методами комплексного исследования физико-химических свойств химических реагентов для применения в нефтевытеснии. Идея заключается в использовании технологий адресной доставки медицинских препаратов для целей адресной доставки химического агента в пласт-коллектор. В адресной доставке используются наночастицы – носители, размер которых не должен быть более одного микрона (тысячи нанометров). Однако учитывая тот факт, что поровые каналы типичного нефтяного коллектора обладают широким распределением пор по размерам (от нм до µм), размеры получаемых агрегатов не должны превышать 200-300 нм, чтобы не заблокировать приток нефти к добывающей скважине. Системы доставки могут быть созданы по аналогии с медицинскими лекарствами, а именно путем помещения ПАВ либо в наносферу, в которой он находится в полости, окруженной проницаемой мембраной, либо в высокопористую наночастицу, в которой ПАВ был бы диспергирован по всему объему. Существенным преимуществом таких систем является защита ПАВ от преждевременной и непродуктивной адсорбции на поверхности пласта-коллектора с последующим их высвобождением в более глубоких слоях, что позволит увеличить охват заводнения. Кроме того, при создании композиций планируется использование доступных на рынке Российской Федерации отечественных экологически безопасных продуктов промышленного производства.