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

«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.

– 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.

– 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.

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.

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.

– 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.

«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.

– 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