news_header_top_970_100
16+
news_header_bot_970_100

«10% мировых запасов вязкой нефти сосредоточено в России. Нужно научиться их добывать»

Рустам Минниханов опубликовал в своих соцсетях ролик о химике Иреке Мухаматдинове – лауреате прошлогодней премии Президента РФ для молодых ученых. Продолжая серию научных интервью, «Татар-информ» поговорил с ним о том, как разработанный в КФУ катализатор нашел промышленное применение и как живется и работается нынешним студентам и аспирантам.

«10% мировых запасов вязкой нефти сосредоточено в России. Нужно научиться их добывать»
Ирек Мухаматдинов: «Мы разработали определенный состав катализаторов – нефтерастворимых соединений для паротепловой добычи высоковязкой нефти»
Фото: © Рамиль Гали / «Татар-информ»

«Куба понравилась. Не такая богатая страна, но люди жизнерадостные, веселые»

– Ирек, после вручения вам премии Президента России прошел уже почти год. Что-то произошло за это время в вашей работе? Может быть, сделали новый шаг в разработке тех же катализаторов?

– Да, в августе и в ноябре мы провели еще две закачки катализатора в Самарской области и наработали уже третью опытную партию для отправки на Кубу. Можно сказать, что постепенно формируется спрос на нашу разработку.

– А кто заказчик в Самарской области?

– ООО «РИТЭК», дочернее предприятие «Лукойла», которое специализируется на повышении нефтеотдачи и в том числе разрабатывает месторождения высоковязкой нефти. С РИТЭК, по их инициативе, мы заключили договор и на производство катализатора, и на закачку. То есть реализовали нашу технологию «под ключ».

– А вы лично присутствуете при закачке, осуществляете какой-то надзор?

– Да, я был на пяти закачках, в том числе на первой в конце 2018 года на Ашальчинском месторождении «Татнефти». Там закачивалось немного, всего две тонны. Вторая закачка, уже на 12 тонн, была через год на кубинском месторождении Бока де Харуко.

«Я ездил на Кубу позже, в 2022 году. И не на закачку, а читать лекции сотрудникам нефтяной компании Cupet»

Фото: предоставлено Иреком Мухаматдиновым

– Там вы тоже были?

– Нет, я ездил на Кубу позже, в 2022 году. И не на закачку, а читать лекции сотрудникам нефтяной компании Cupet. Мы были там со специалистом из «Татнефти» – он читал про паротепловую технологию SAGD, а я про использование катализаторов в нефтедобыче.

– На Кубе нефть тоже высоковязкая?

– Да, причем почти вся. Она там буквально как природный битум, то есть как мед. Ложка стоит, что называется.

– Как вам кубинцы?

– Классные ребята. Вообще Куба понравилась. Конечно, не такая богатая страна, но люди жизнерадостные, веселые. Искупался в Мексиканском заливе.

«Вообще Куба понравилась. Конечно, не такая богатая страна, но люди жизнерадостные, веселые. Искупался в Мексиканском заливе»

Фото: предоставлено Иреком Мухаматдиновым

– В чем конкретно изобретение вашей команды? Вы создали формулу соединения?

– Да, мы разработали определенный состав катализаторов – нефтерастворимых соединений для паротепловой добычи высоковязкой нефти. В их основе могут быть разные металлы, но сама структура этого соединения – это то новое, что мы сделали и на что получили патент. И довели наши соединения до промышленного использования, в этом наш успех.

«Это комбинированный метод – химия плюс пар»

– Как работает ваш катализатор?

– На месторождение в кубах или бочках доставляются сам катализатор, приезжают также автоцистерна с водой для продавливания и «цеашка», цементировочный агрегат с насосом. Катализатор перекачивают в емкость. С другой стороны к этой емкости подсоединена труба, ведущая к скважине. И катализатор закачивается под давлением в скважину – в том объеме, который был определен по результатам моделирования пласта.

После этого закачивается растворитель, чтобы катализатор не остался в призабойной зоне скважины, а ушел дальше в пласт. Затем закачивается вода, чтобы дальше ушел уже и растворитель, чтобы все это не задерживалось в призабойной зоне. После этого скважина закрывается, внутри нее идет термокапиллярная пропитка. Через определенное время, зависящее, опять же, от параметров пласта, например через неделю, скважина открывается и в нее закачивают пар. И пока скважина его принимает, он качается – как правило, в течение двух-четырех недель.

«На месторождение в кубах или бочках доставляются сам катализатор, приезжают также автоцистерна с водой для продавливания и «цеашка», цементировочный агрегат с насосом»

Фото: предоставлено Иреком Мухаматдиновым

Благодаря пару происходит формирование активной формы катализатора. То есть он работает при термическом воздействии на пласт, это комбинированный метод – химия плюс пар. А то, что мы разработали, соответственно, не совсем катализатор, а прекурсор, нефтерастворимое органическое соединение. Пар способствует разложению и адсорбированию частиц соединений металлов в породе. Эти же частицы используются на нефтеперерабатывающих заводах в процессах гидрокрекинга и гидроочистки, способствуя, например, обессериванию. Просто гидрокрекинг и гидроочистка на НПЗ происходят на поверхности земли, а мы переносим этот процесс под землю – в пласт.

И на поверхность выходит уже более легкая, облагороженная нефть, которую не нужно дополнительно подготавливать для перекачки по трубопроводу, то есть разогревать или разбавлять растворителем.

– Значит, с момента закачки катализатора до начала добычи может пройти больше месяца? Просто на обывательский взгляд это мгновенная история: закачал катализатор – и сразу откачивай нефть.

– Да, проходит около месяца. Если брать последнюю нашу закачку, то катализатор мы закачали в ноябре прошлого года, пять дней он пропитывался, после этого примерно до Нового года закачивался пар. И вот буквально в начале января там начали добывать нефть.

«Это малотоннажная химия, она и должна быть дорогой, поскольку ее требуется немного»

– А что скажете о минусах вашей технологии? Дороговизна, видимо?

– Здесь если и можно говорить о дороговизне, то только об относительной. Вообще если вы хотите добиться какого-то эффекта, всегда нужно сначала вложиться. В нашем случае, если отталкиваться от сырья, расклад такой: тонна катализатора на основе железа стоит около 250 тысяч рублей, на основе никеля – около 450 тысяч рублей, кобальта – до 800 тысяч. Это если рассчитывать на металл. Но мы всегда варьируем состав катализатора в зависимости от месторождения. То есть проводятся лабораторные исследования и по их результатам подбирается оптимальный состав: в одном случае – железо с никелем, в другом – железо-никель-кобальт и т.д.

И потом, это ведь малотоннажная химия, она и должна быть дорогой, поскольку ее требуется немного. Да, 30 тонн, которые едут сейчас на Кубу (на другую скважину), казалось бы, стоят недешево. Но и эффект от них будет немаленький. Например, 4,5 тонны катализатора, которые мы закачали на месторождении в Самарской области в июне 2022 года, работали до октября 2023-го. Получается, там качали облегченную нефть почти полтора года.

«4,5 тонны катализатора, которые мы закачали на месторождении в Самарской области в июне 2022 года, работали до октября 2023-го. Получается, там качали облегченную нефть почти полтора года»

Фото: предоставлено Иреком Мухаматдиновым

К минусам можно отнести энергоемкость технологии. Это характеризует вообще паротепловые методы нефтедобычи. Поэтому в нашей лаборатории продолжаются работы по созданию новых технологий нефтедобычи. По заказу компании «Татнефть» исследуется возможность комбинации железосодержащих катализаторов и СВЧ-излучения. Предварительное моделирование процесса распространения СВЧ-излучения в пласте показывает, что и большой мощности этой установки не потребуется.

И, кроме того, мы работаем над созданием суспендированных катализаторов, стабилизированных в воде. Это позволит использовать воду вместо органического нефтерастворимого растворителя, что тоже, соответственно, приведет к удешевлению технологии.

– Это насколько отдаленное будущее?

– Водорастворимые катализаторы нами уже созданы, остается только заинтересовать компании. А прототип СВЧ-установки будет изготовлен, думаю, в ближайшие два-три года. Если так и получится, это будет быстрое внедрение. Кстати, наш проект по катализаторам был внедрен достаточно быстро: начинался он в 2014 году, а первая закачка произошла уже в конце 2018 года. Причем проект реализован на высоком уровне – таком, что о нас по-настоящему услышали.

– Кто основной покупатель вашего катализатора? «Татнефть»?

– У нас нет такого, чтобы мы прямо торговали своим продуктом, мы все-таки образовательное учреждение, а не магазин или предприятие. Мы заключаем хоздоговоры на проведение НИОКР для производства. Скажем, компания «РИТЭК» заключает договор с КФУ, а мы заключаем договор на производство, проведение испытаний и закачку.

Основной партнер по хоздоговорам – да, «Татнефть». Плюс договоры с тем же РИТЭКом, с «Зарубежнефтью», которая разрабатывает месторождения на Кубе, и с малыми нефтяными компаниями.

«Все сырье для производства катализаторов изначально отечественное»

– Раньше нефтянка и нефтепереработка вроде как сильно зависели от импортных катализаторов. Что происходит на этом рынке в последние годы?

– Да, в нефтеперерабатывающем секторе катализаторы были в основном импортными. Но насколько я знаю по публикациям, сейчас в этой области, как и во всех сферах российской экономики, идет тренд на импортозамещение.

А в сфере нефтедобычи все сырье для производства катализаторов изначально отечественное. Тот же растворитель мы покупаем в Казани, дистиллированное талловое масло заказываем либо в Питере, либо в Дзержинске Нижегородской области, соли металлов – в Свердловской области. Щелочь, нужную для омыления масла, тоже берем в Казани.

«В нашей лаборатории продолжаются работы по созданию новых технологий нефтедобычи»

Фото: предоставлено Иреком Мухаматдиновым

– Читал в интервью вашего руководителя годичной давности, что вы занимаетесь проблемой внутрипластового обессеривания. Что с этим проектом?

– В прошлом году мы выиграли грант от Российского научного фонда по теме «Термокаталитическое обессеривание на стадии добычи и подготовки высоковязкой нефти», я как раз являюсь руководителем группы. Грант рассчитан на три года, финансирование – 6 миллионов рублей в год. В команде 8 человек, в том числе один аспирант.

В чем его суть? Помимо катализаторов у нас разработаны новые соединения на основе натрия. Металлический натрий достаточно бурно реагирует с водой, происходит термогазохимическое воздействие на пласт. И у нас созданы вещества на основе натрия, диспергированные в определенном органическом растворителе в определенной концентрации. Все это планируется закачивать в пласт в виде органической дисперсии или использовать на установках подготовки нефти. Вода, имеющаяся в пласте, будет бурно реагировать с натрием, соответственно, будет выделяться большое количество тепла.

Это значит, что будет происходить выделение водорода, а последний нужен при крекинге нефти в пласте. Что при этом происходит? Вот есть одна большая молекула вязкой нефти. Катализатор способствует ее дроблению, получаются две маленькие молекулы. И для того, чтобы они снова не соединились, нужен донор водорода (вещество, отдающее водород). Если он есть, произойдет уменьшение молекулярной массы и снижение вязкости нефти. Поэтому когда мы подбираем определенный растворитель, он должен быть еще и донором водорода. Но нагнетание молекулярного водорода само по себе небезопасный процесс, есть риск разрыва скважины. А вот если этот водород будет образовываться при контакте натрия с водой внутри пласта, это уже другое дело.

Кроме того, при химическом взаимодействии натрия с водой образуется щелочь, которая реагирует с кислыми компонентами нефти. При этом образуются поверхностно-активные вещества, ПАВы. Это тоже усиливает нефтеотдачу: ПАВ заходит между нефтью и породой, и нефть вытесняется. Получается такое комбинированное воздействие.

«Поскольку это малотоннажная химия, то объемы, которые мы закачиваем, не влияют на экологию»

Фото: предоставлено Иреком Мухаматдиновым

«Даже в аспирантуре приходилось подрабатывать охранником»

– А что с влиянием вашего катализатора на экологию?

– Поскольку это малотоннажная химия, то объемы, которые мы закачиваем, не влияют на экологию. Также можно проводить обработку нефтешламов, которые могут вовлекаться в переработку и облагораживание нефти. То есть мы дополнительно можем получить легкие фракции из этих остатков.

И, кроме того, все это остается под землей. Металлы не выходят на поверхность вместе с нефтью, все адсорбируется породой и остается там. Это означает еще и отсутствие пагубного влияния на оборудование.

– Вы упомянули участие аспиранта в вашей грантовой команде. Сравните положение и перспективы нынешних студентов и аспирантов со своими временами. Лучше стало или хуже?

– Однозначно лучше. Я состою в Движении молодых ученых и специалистов Республики Татарстан, могу сравнивать. У нынешней молодежи есть определенные льготы по жилищным условиям – ипотечные кредиты, социальная ипотека. Она уже со студенческих лет привлекается к работе, включается в хоздоговорную деятельность. Когда нам нужно сделать, условно, 4,5 тонны катализатора, я с утра до вечера нахожусь на заводе и беру туда своих ребят, показываю им: вот реактор, тут смешивается, тут греется, это мы растворим в растворителе, и т.д.

Наша лаборатория тоже трудоустраивает студентов, в основном магистров. То есть они учатся и уже работают на полставки, а кто-то и на полную ставку. Мне, например, даже в аспирантуре приходилось еще подрабатывать охранником. Плюс мы с женой, ожидая ребенка, жили в общежитии. Мы, к слову, оба из Набережных Челнов, знакомы с 10-го класса. Учились в одном классе в школе и в параллельных группах в КНИТУ-КХТИ.

«Вы знаете, 10% мировых запасов вязкой нефти сосредоточено в России, и их нужно научиться добывать. Мы как раз стараемся этому способствовать»

Фото: © Рамиль Гали / «Татар-информ»

– Рано женились?

– Да, в 2012 году, мне было 22 года. С супругой работаем в одной лаборатории, но в разных кабинетах.

– Вам что-то интересно, кроме науки? Есть увлечения?

– Да, конечно. У меня 3-й разряд по шахматам, хожу в бассейн, увлекаюсь зимними видами спорта – лыжами, коньками. А летом садоводством на даче.

– А что читаете помимо специальной литературы?

– Нравится «Педагогическая поэма» Антона Макаренко, «Двенадцать стульев» Ильфа и Петрова. Выписываю журналы National Geographic и Discovery.

– Когда-нибудь на смену нефти придут другие энергоносители. Вы об этом задумываетесь?

– Вы знаете, 10% мировых запасов вязкой нефти сосредоточено в России, и их нужно научиться добывать. Мы как раз стараемся этому способствовать. А добыто этой нефти еще не так много, чтобы переживать, что мы останемся без работы и нам придется идти собирать солнечные панели.

Руслан Хайбуллин

Мухаматдинов Ирек Изаилович – старший научный сотрудник НИЛ «Внутрипластовое горение», доцент по специальности «нефтехимия», по совместительству доцент кафедры разработки и эксплуатации месторождений трудноизвлекаемых углеводородов Института геологии и нефтегазовых технологий КФУ. Кандидат технических наук.
Родился в 1989 году в Набережных Челнах. Окончил Казанский национальный исследовательский технологический университет, инженер по специальности «химическая технология органических веществ». Учился в аспирантуре в Казанском (Приволжском) федеральном университете. Разработкой технологий повышения нефтеотдачи занимается с 2016 года.
autoscroll_news_right_240_400_1
autoscroll_news_right_240_400_2
news_bot_970_100