В работе изложены результаты экспериментальных
исследований и анализа опубликованных данных, проведенных с целью
модификации технологий нефтегазового производства путем учета
молекулярных процессов в наноколлоидах природных углеводородных сред.
Нами установлено, что при осуществлении традиционных
технологий, эксплуатационные характеристики нефтегазовых сред
(вязкость, плотность, теплоемкость, температура застывания и т.п.)
могут ухудшаться в результате не контролируемых в настоящее время
микроструктурных фазовых переходов в наноколлоидах, формируемых
высокомолекулярными компонентами. В частности, по результатам
экспериментов нами получена фазовая диаграмма наноколлоидов нефти, на
которой показаны критические области, неблагоприятные для промышленных
процессов нефтегазового производства. Например, жидкие
углеводородные среды могут практически полностью терять текучесть после
кратковременного прогрева при температурах, соответствующих
температурной фазовой границе 28-35ºС; природные нефти различного
географического происхождения имеют значительно большую, по сравнению
со средними значениями, плотность и вязкость, если по содержанию
асфальтенов они попадают на концентрационные фазовые границы.
Обнаружение концентрационных фазовых границ поможет решить проблемы,
связанные с совместимостью различных нефтей при смешивании их в
процессах хранения и транспортировки. Показано, что, в отличие от
существующих представлений, свойства нефтегазовых наноколлоидов
(эксплуатационные характеристики углеводородного сырья) не полностью
определяются значениями технологических параметров в момент
осуществления конкретной производственной операции. Значительную (а в
ряде случаев, определяющую) роль играют детали предшествующей
долговременной истории эксплуатации месторождения.
Сделан вывод, что «нанотехнологии» для
добычи нефти должны проектироваться и осуществляться с учетом и
пониманием комплексных фазовых диаграмм наноколлоидов в нефтегазовых
средах. Такие технологии должны включать производственные процессы и
технологические параметры сознательно отобранные для того, чтобы
избежать осуществления (либо усилить проявление) критических фазовых
превращений в системе наноколлоидов. Мы предполагаем, что в результате
удастся заметно улучшить (или, по крайней мере, не ухудшить) многие
эксплуатационные свойства углеводородного сырья. В связи с
возможностями непосредственного практического внедрения, следует
отметить, что обсуждаемые фазовые диаграммы содержит лишь
«наиболее явные» фазовые границы для наноколлоидов,
основаны на нашим текущих знаниях о структурных переходах в нефти и
требуют уточнения путем дальнейших исследований.