Сколтех: технология адресной доставки лекарств поможет увеличить добычу нефти
В Сколковский институт науки и технологий в результате неожиданного междисциплинарного сотрудничества инженеров-нефтяников и специалистов по адресной доставке лекарств разработали новые поверхностно-активные вещества (ПАВы) для увеличения нефтеотдачи скважин. Кроме того, ученые предложили инновационный способ повышения эффективности таких реагентов — инкапсуляцию активных молекул в оболочки из диоксида кремния, по аналогии с технологиями, применяемыми в медицине. Об этом "Газете.Ru" сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
Поверхностно-активные вещества широко используются в нефтедобыче для увеличения нефтеотдачи пластов. Их закачивают в скважины в виде водных растворов: ПАВы снижают межфазное натяжение между водой и нефтью, повышают смачиваемость породы водой, а при дополнительной закачке газа могут образовывать пену, увеличивающую подвижность углеводородов.
В работе ученых Сколтеха описан способ усилить эти эффекты за счет инкапсуляции реагентов и предложены два новых ПАВа, ранее почти не изучавшиеся в контексте нефтедобычи.
"Саму идею инкапсуляции, заключения действующего вещества в оболочку, мы позаимствовали из медицины — для нефтедобычи она нова, — рассказал первый автор исследования, аспирант Сколтеха Арсений Чекалов. — Оба поверхностно-активных вещества, изученных в работе, ранее не были детально исследованы и не подвергались инкапсуляции. При этом мы показали синергическое взаимодействие между распадающимися капсулами и заключенными в них ПАВами".
В качестве оболочек исследователи использовали среднепористые наночастицы диоксида кремния. Эксперименты с образцами нефтеносных пород показали, что новые ПАВы обладают рядом ценных для увеличения нефтеотдачи свойств. Во-первых, они слабо адсорбируются на породе, что снижает расход реагента и позволяет ему проникать глубже в пласт. Во-вторых, вещества эффективно уменьшают напряжение на границе раздела воды и нефти. В-третьих, они значительно повышают смачиваемость карбонатных пород водой, облегчая вытеснение нефти.
Все эти эффекты усиливались при инкапсуляции реагентов в кремнеземные оболочки. При этом сами ПАВы — неионный алкилполиглюкозид и анионный алкилэфиркарбоксилат — сохраняли высокую эффективность в условиях высокой температуры и солености, характерных для реальных месторождений, независимо от наличия капсулы.
Руководитель исследования, старший преподаватель Центра науки и технологий добычи углеводородов Сколтеха Чэнгдонг Юань, отметил, что полученные результаты открывают перспективы для практического применения новой технологии. По его словам, следующим шагом станут испытания инкапсулированных ПАВов в условиях динамического течения — при заводнении керна и контролируемом разрушении капсул.
Такие исследования, считают авторы работы, позволят адаптировать технологию под разные типы коллекторов и сделать ее более надежной и гибкой для использования на реальных нефтяных месторождениях.