На втором этапе развития нефтедобывающей промышленности Западной Сибири технологические процессы добычи нефти осложняются рядом факторов. В связи с этим в сборнике особое внимание уделено вопросам, связанным с осложнениями в технологических процессах добычи нефти (отложения солей, бактериальное заражение и т. д.). Помимо раскрытия природы этих явлений, рассматриваются методы борьбы с ними. Представлены также статьи, посвященные совершенствованию механизированных способов эксплуатации скважин в связи с массовым переводом эксплуатационного фонда месторождений на насосный и газлифтный способы эксплуатации. Представлены результаты промысловых и лабораторных исследований, позволившие выдать рекомендации по увеличению производительности сепарационного и деэмульсационного оборудования, повышению качества подготовки нефти, газа и воды, сокращению расхода реагента-деэмульгатора. Приведены материалы изучения углеводородного состава нефти и бензиновых фракций. Рассмотрены объемно-фазовые соотношения в нефтяных газах и вопросы обеспечения газоперерабатывающих заводов газом требуемой кондиции. Помещен ряд статей по экономическим исследованиям в области добычи нефти. Сборник предназначен для инженерно-технических работников нефтяной промышленности, специалистов научно-исследовательских, проектных институтов и вузов.

Данный сборник содержит материалы теоретических и экспериментальных исследований, а также результаты исследования на практике ряда законченных разработок института, касающихся особенностей технологии и техники ведения процессов добычи, сбора, подготовки нефти, газа и воды на нефтяных месторождениях Куйбышевской и Оренбургской областей, вступивших в позднюю стадию их эксплуатации. Учитывая, что в настоящее время многие нефтяные месторождения Казахстана, Азербайджана, Урало-Поволжья, ряда месторождений Западной Сибири вступают в завершающую стадию разработки, основные результаты и выводы исследований, проведенных на примере эксплуатации высокообводненных нефтяных месторождений Куйбышевской и Оренбургской областей, могут быть использованы в других нефтяных районах страны, с учетом их специфических особенностей. Сборник предназначен для научных и инженерно-технических работников, занимающихся вопросами разработки, проектирования и эксплуатации нефтяных и нефтегазовых месторождений, а также для студентов вузов, обучающихся соответствующим специальностям.

Сборник включает статьи, на современном уровне знаний освещающие наиболее актуальные вопросы геохимии нефти и газа. На базе обобщения большого химико-аналитического и экспериментального материала с эволюционно-генетических позиций рассматриваются условия формирования, размещения, проблемы классификаций и прогнозирования состава нефтей и газов основных платформенных нефтегазоносных областей СССР. Сборник представляет интерес для широкого круга специалистов, работающих в области генезиса и геохимии нефти и газа.

Этот сборник статей посвящен большому юбилею проф. М. Н. Смирновой - 80-летию со дня рождения и является своеобразным символом уважения, признания заслуг и достижений М.Н. Смирновой в нефтегазовой геологии и геофизике. В сборник вошли статьи геологов-нефтяников, геохимиков и геофизиков, тематика работ которых близка к проблематике исследований юбиляра. Сборник характеризуется четко выраженной тематической направленностью и, в сущности, является монографическим. Основная тематика статей сборника связана с анализом роли эндогенных факторов, прежде всего глубинных флюидов и структур, в процессах нефтегазообразования и нефтегазонакопления. Это проявляется и в подходах к рассмотрению проблемы генезиса нефти и газа, включая аспекты глубинного полигенеза и структурно-тектонического контроля формирования и распространения скоплений углеводородов. Особую практическую значимость имеют аспекты, относящиеся к совершенствованию стратегии поисковых работ и разработки нефтегазовых месторождений.

В учебном пособии приведены задачи по определению физико-химических свойств нефти, газа, воды и их смесей, расчету фазовых состояний углеводородных систем, гидравлическому расчету трубопроводов для транспортирования однофазных и многофазных жидкостей, расчету теплообменников и пропускной способности отстойной аппаратуры, определению потерь легких фракций нефти при ее хранении в резервуарах и затрат энергии на разрушение эмульсий. Первое, издание выпущено в 1985 году издательством «Недра». Учебное пособие рассчитано на студентов нефтяных вузов и факультетов.

Установлены средние композиционные и структурные характеристики ряда нефтей северных регионов Германии и Прибалтики, а также содержащихся в них и ряда ранее детально не анализировавшихся высокомолекулярных гетероатомных соединений (смол). Показано, что, несмотря на принадлежность всех изученных нефтей к одним и тем же химическим типам, определяемым по углеводородному составу объектов, их смолитсые компоненты значительно разнятся как по содержанию в нефтях, так и по структурным особенностям углеродных скелетов молекул.

Изучены возможности удаления сернистых соединений из нефтей и дистиллятных фракций с различным содержанием серы путем предварительного озонирования сырья. Исследована зависимость степени обессеривания нефтей, получаемых из них светлых фракций и нефтяных остатков от количества поглощенного озона. Установлена возможность удаления сернистых соединений из дизельной фракции путем комбинирования процессов предварительной обработки озоном и последующей адсорбции образующихся продуктов.

Изучен состав низкомолекулярных азотсодержащих оснований в нефтях и рассеянном органичесок веществе пород верхнеюрского комплекса Западной Сибири. Установлено, что качественный состав этих соединений одинаков. Азотистые основания всех исследованных образцов представлены хинолинами, бензо- и дибензохинолинами, азапиренами, тиофенохинолинами и бензотиофенохинолинами. Преобладают азаарены, в составе которых доминируют алкибензохинолины. Для органического вещества пород характерно более высокое относительное содержание менее алкилированных структур.

Исследовано изменение состава и свойств прямогонных бензиновых фракций нефтей Тамсагбулаг и Зуунбаян месторождений Монголии в процессе облагораживания на Fe-содержащем цеолитном катализаторе. Показано, что при термокаталитическом проевращении прямогонных бензинов снижается содержание нормальных парафинов и повышается концентрация ароматических углеводородов, что приводит к росту октановых чисел получаемых бензинов.

Найдено применение отходам обезжелезивания подземных вод - оксигидроксиду железа в качестве катализатора процесса окисления углеводородов нефти. Показано, что прокаливание оксигидроксида железа позволяет увеличить скорость окисления изопропилбензола в присутствии оксигироксида железа. Лучшие результаты получены для образцов оксигидроксида железа, прокаленного при 250С. Обнаружено, что активность катализатора в процессе окисления со временем уменьшается. Попытка регенерации катализатора повторным прокаливанием не принесла успеха.

Исследовано влияние дисперсных материалов на основе технического углерода на рост и ферментативную активность аборигенной почвенной микрофлоры в процессе биодеградации нефтяного загрязнения. В присутствии дисперсных углеродных материалов показано увеличение на 20-30% активности ферментов группы каталазы, дегидрогеназы и полифенолоксидазы, повышение в 2-5 раз численности основных физиологических групп микрофлоры в фазу экспоненциального роста, увеличение на 20-28% степени деструкции нефти, усиление изменений структурно-группового состава нефтяного загрязнения.

Рассмотрена геохимия палеозойских нефтей и рассеянного органического вещества нефтепроизводящих пород (преимущественно девонского, кембрийского и ранне-среднеюрского возраста), их возможных источников. Особое внимание уделено выявлению особенностей состава и строения циклических насыщенных углеводородов-биомаркеров изопреноидного строения стеранового и терпанового рядов в органическом веществе нефтепроизводящих палеозойских, нижне-среднеюрских пород и в палеозойских нефтях. Показано, что в мезозойских (тогурская и тюменская свиты) и палеозойских отложениях накапливалось ОВ, способное генерировать УВ, но нефтегенерационный потенциал палеозойских отложений в оличие от нижне-среднеюрских практически исчерпан. Для геохимиков и геологов-нефтяников, интересу.

Приводятся основные результаты научных исследований в области комплексной переработки углей с целью получения газообразных, жидких и твердых продуктов топливного и хиического назначения, а также утилизации их минеральной части. Показываются основные направления и перспективы внедрения законченных разработок, обеспечивающие повышения законченных разработок, обеспечивающие повышение перспективности использования углей в народном хозяйстве.

В сборнике содержатся статьи по разработке и применению технических средств АСУ, а также по математическому моделированию технологических объектов АСУ в нефтяной и газовой промышленности и методам управления ими. В подготовке материалов сборника принимали участие сотрудники ВНИИКАНефтегаз. Издание рассчитано на широкий круг научных работников, аспирантов и инженеров.

Изучено совместное промотирующее влияние молибдена и галлия на каталитические свойства цеолита с силикатным модулем 40 в процесс конверсии природного газа в жидкие продукты. Показано, что дабавка катионов галлия к Мо-содержащему цеолиту приводит к повышению активности катализатора в процессе конверсии природного газа. Установлено, что максимальное количество ароматических соединений образуется на биметаллической цеолитной ситеме, содержащей 4,0% нанопорошка Мо и 1,0% оксида галлия.

Рассмотрены физико-химические методы увеличения нефтеотдачи пластов месторождений, разрабатываемых с использованием заводнения и паротеплового воздействия. Проанализированы результаты опытно-промышленных испытаний технологий, в основе которых лежат эти методы, на месторождениях Западной Сибири и Китая. Особое внимание уделено технологиям с применением композиций поверхностно-активных веществ и щелочных буферных растворов, а также термотропным гелеобразующим системам.

Подобраны условия термической активации алюмосиликатных полых микросфер, выделенных из зольных отходов Новосибирской ТЭС. Исследованы сорбционные свойства исходных и активированных микросфер по отношению к нефти и фенолу.

В обзоре приведены наиболее интересные из описанных в литературе сведений по разработке сорбентов на основе торфа и возможностям их практического применения для очистки загрязненных сред от нефти и нефтепродуктов, металлов, поверхностно-активных веществ и др. Торф является дешевым, доступным и эффективным сорбентом широкого ряда загрязнителей биосферы. Он может использоваться как самостоятельно, так и в составе комбинированных сорбентов и композиционных материалов комплексного действия.

Методом микрокалориметрии исследовано явление образования вторичного ингибитора в процессе ингибирования жидкофазного радикального окисления высокомолекулярными гетероатомными соединениями нефти. Исследованы смолисто-асфальтеновые вещества различного происхождения; показано, что в процессе модельной реакции радикального окисления под действием пероксидного радикала из нефтяных соединений образуются новые структуры с фенольными и хиноидными группами, выполняющие роль вторичного ингибитора. На основе разности между мощностями тепловыделения в режиме инициированного и ингибированного окисления предложена формула для расчета констант скорости вторичного ингибирования ky. Показано, что константы ky существенно меньше по величине, чем константы скорости ингибирования для исходного нефтяного ингибитора.

Разработана методика определения следовых количеств нефтепродуктов в воде методом газовой хроматографии с водяным паром в качестве газа-носителя. Для подготовки проб использовали твердофазную микроэкстракцию. Предложен способ стабилизации и гомогенизации проб воды перед анализом, а также способ удаления полярных компонентов пробы. Оценены показатели прецизионности и правильности предложенной методики для водных растворов смеси дизельного топлива и масла с концентрациями, близкими к ПДК. Относительная погрешность измерения составляет не более ±25% в диапазоне концентраций нефтепродуктов 0.05-0.5 мг/л.

Исследованы процессы адсорбции растворенных и эмульгированных в воде нефти, дизельного топлива и бензина высокодисперсными оксидно-гидроксидными фазами алюминия. Получены изотермы адсорбции. Наиболее высокая степень очистки воды (до 98%) наблюдается для растворов и микро¬эмульсий дизельного топлива. С увеличением соотношения "адсорбент-раствор" степень очистки в статических условиях возрастает, однако эффективность использования адсорбента снижается.

На основе законов взаимодействия квантовой химии выведено уравнение статического состояния компонентов системы «газ-нефть-вода-коллектор», которое позволяет провести анализ физико-химических свойств системы. Представленный авторами альтернативный, квантово-химический подход, автоматически включающий в себя электрохимические особенности указанной системы, открывает новые возможности для развития методов увеличения нефтеотдачи.

В статье приведены данные исследования кернов Нюрольской впадины методом электронного парамагнитного резонанса. Судя по соотношению ванадия и углерода в кернах, они являются вторично-сцементированным палеозойским разрушенным материалом. Интенсивность "пика углерода" в спектрах ЭПР коррелирует с содержанием углеводородов, определенным другими методами. Применение ЭПР для исследования пород дает возможность определения парамагнитных примесей в них.

Анализ состава и количественного содержания стеранов, терпанов, алканов и металлопорфириновв нефтях Колтогорского прогиба и прилегающих районов показал, что исследованные нефти либо генерированы преимущественно морским органическим веществом (ОВ), накапливавшимся в субокислительных и восстановительных условиях, либо сформированы за счет ОВ озерных и прибрежных фаций, отлагавшегося в окислительных, субокислительных и восстановительных условиях. Среди нефтей присутствуют малозрелые, зрелые и существенно термически преобразованные.

Для увеличения нефтеотдачи залежей с трудноизвлекаемыми запасами разработана комплексная технология с применением гелеобразующих и нефтевытесняющих композиций. Её применение обеспечивает увеличение охвата заводнением и паротепловым воздействием наряду с повышением коэффициента вытеснения и интенсификацией разработки. Результаты промысловых испытаний этой технологии на юрских отложениях Западной Сибири и пермо-карбоновой залежи высоковязкой нефти Усинского месторождения подтвердила её высокую эффективность, экологическую безопасность и безвредность для персонала.

В рамках лабораторного моделирования превращений высокомолекулярных компонентов пластовых нефтей при использовании тепловых методов повышения нефтеотдачи изучен состав продуктов гидротермальной конверсии природного концентрата смолисто-асфальтеновых веществ (асфальтита) при температурах до 575 оС. Установлено. что в интервале 175-575 оС происходит термодиструкция, приводящая к образованию газов, в частности H2S, жидких и нерастворимых продуктов (нефти и карбено-карбоидов, соответственно). В жидких продуктах гидротермальной конверсии по сравнению с исходным образом повышено содержание масел. Содержание асфальтенов уменьшается. Соотношение бензольных и спирто-бензольных смол существенно меняется в пользу последних, они обогащены кислородсодержащими структурными фрагментами. Относительное содержание высокомолекулярных (C20) н-алканов в продуктах конверсии при 175-325 оС выше, а при 350-575 оС ниже, чем в исходном асфальтите. При температурах 400 оС в составе продуктов конверсии присутствуют a-олефины.

Изучено влияние электрохимической обработки с помощью переменного асимметричного тока на физико-химические свойства тяжелой высокосмолистой нефти. Предположено, что при электродиализе в переменном асимметричном токе происходит разрушение связи органической матрицы нефтяных компонентов, агломерация смол и асфальтенов с образованием крупных ассоциативных комплексов, выпадающих в осадок. В жидкой фазе снижается количество соединений ванадия и никеля. Изменение соотношения компонентов дисперсионной среды и дисперсной фазы приводит к изменению структурно-реологических свойств нефти.

Проведены исследования пластовых флюидов месторождения Тамсагбулаг (Монголия) для разработки комплексного физико-химического метода интенсификации добычи нефти и увеличения нефтеотдачи с применением микроорганизмов. Пластовые условия месторождения способствуют формированию разнообразного биоценоза, представленного микроорганизмами родов Arthrobacter, Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus, Flavobacterium. Микрофлора положительно реагирует на внесение нефтевытесняющей композиции в концентрации 5 % в качестве источника азотного питания. Пластовая микрофлора обладает углеводородокисляющей активностью со степенью биодеструкции вязкой нефти 8.15 с накоплением продуктов метаболизма, снижающих поверхностное натяжение от 70 до 42 мН/м. Хроматографический и ИК-спектрометрический анализы подтвердили глубокие деструктивные изменения углеводородов вязких нефтей. При этом коэффициент окисленности (С=О) увеличился в 16 раз. При моделировании вытеснения вязкой нефти с применением комплексного метода получен относительный прирост коэффициента нефтевытеснения 14,4 %.

На примере прямогонной дизельной фракции с высоким исходным содержанием серы выявлена зависимость глубины окисления сернистых соединений от продолжительности, температуры окисления, количества вводимого окислителя. Получены данные о скоростях окисления гомологов бензо- и дибензотиофенов в зависимости от количества и положения в них алкильных заместителей при протекании конкурирующих реакций окисления различных компонентов дизельной фракции. Рассчитаны эффективные константы скоростей реакций окисления сренистых соединений в процессе окислительного обессеривани. Предложен механизм взаимодействия сренистых соединений дизельной фракции с окислителем.

Исследованы композиции на основе поверхностно-активных веществ и неорганических реагентов, способные генерировать непосредственно в нефтяном пласте устойчивые пеногели. Определены оптимальные диапазоны концентраций компонентов пеногелеобразующих композиций, обеспечивающие увеличение нефтеотдачи и охват нефтяных и газоконденсатных залежей активными системами разработки с применением заводнения, закачки газа или водяного пара.

Представлены результаты лабораторных исследований, промысловых испытаний и промышленного использования новых физико-химических технологий увеличения нефтеотдачи месторождений на поздней стадии разработки, в том числе залежей высоковязких нефтей. В основе технологий лежит концепция использования энергии пласта или закачиваемого теплоносителя для генерации непосредственно в пласте химических интеллектуальных систем - гелей, золей и нефтевытесняющих композиций на основе ПАВ, сохраняющих в пласте длительное время комплекс свойств, оптимальный для целей нефтевытеснения и регулирования фильтрационных потоков. Опытно-промышленные испытания композиций на месторождениях с трудно извлекаемыми запасами, в том числе залежей высоковязких нефтей в России, Китае, Вьетнаме, Омане и Германии, показали их технологическую эффективность: увеличение коэффициентов нефтевытеснения и охвата пласта при одновременной интенсификации разработки. Масштабное промышленное применение новых комплексных технологий увеличения нефтеотдачи будет способствовать развитию нефтедобывающей промышленности Росси, расширению ее топливно-энергетической базы.

Установлено, что основными загрязняющими веществами речной системы на территории разрабатываемых месторождений Томской области являются нефть и нефтепродукты, содержание которых в воде превышает предельно допустимые концентрации. Показано, что космоснимки и данные дистанционного зоднирования Landsat и ASTER GDEM, SRTM можно использовать с целью картографирования зон разливов нефти, для оценки рисков загрязнения водных объектов и расчета модуля смыва нефтепродуктов с нефтезагрязненных водосборов для определения их суммарного годового поступления в речную систему.

Проведены исследования водорастворимых и нефтерастворимых образцов полимеров, способных снижать гидродинамическое сопротивление турбулентных потоков. Установлена причина уменьшения величины эффекта Томса в различных условиях. Разработаны рекомендации для оптимального использования полимеров в технологиях трубопроводного транспорта.

Исследован структурно-групповой состав природных нефтяных эмульгаторов. Показано, что увеличение содержания воды в эмульсиях приводит к существенному возрастанию в составе межфазного слоя доли асфальнетов и к снижению содержания смолистых компонентов. Установлено, что в составе н-алканов межфазных слоев эмульсий с деминерализованной и пластовой водой повышается доля низко- и высокомолекулярных н-алканов.

Приведены результаты лабораторных исследований по созданию загущенной нефтевытесняющей композиции с регулируемой вязкостью и щелочностью для увеличения нефтеотдачи пластов с высокой температурой при паротепловом воздействии - кинетика золеобразования, физико-химические и реологические свойства растворов композиции. Результаты промысловых испытаний загущенной нефтевытесняющей композиции на участке пермо-карбоной залежи Усинского месторождения, разрабатываемого паротепловым воздействием, показали ее высокую эффективность.

Рассмотрены процессы огневой переработки и обезвреживания жидких, твердых, пастообразных и газообразных промышленных отходов. Описаны реакторы огневого обзвреживания. Приведены рекомендации по огневому обезвреживанию. промышленных отходов, содержащих различные органические и минеральные соединения, а также по выбору оптимальных параметров процесса и схем установок. Большое внимание уделено получению ценных вторичных продуктов при огневой переработке отходов. Для инженерно-технических работников предприятий химической и других отраслей промышленности - сотрудников научно-исследовательских, конструкторских и проектно-технологических отделов.

Энергия пласта или закачиваемого теплоносителя использована для создания непосредственно в пласте химических интеллектуальных систем - термотропных наноструктурированных гелей, золей и нефтевытесняющих композиций ПАВ, в течение длительного времени сохраняющих в пласте комплекс свойств, оптимальный для нефтевытеснения. Представлены результаты промысловых испытаний и промышленного применения физико-химических технологий с использованием термотропных композиций для увеличения нефтеотдачи месторождений с трудноизвлекаемыми запасами, в том числе залежей высоковязких нефтей. Промысловые испытания новых "холодных" технологий на залежах высоковязкой нефти Усинского месторождения показали их высокую эффективность.