ИССЛЕДОВАНИЕ РАСТВОРЯЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ВОДНЫХ И УГЛЕВОДОРОДНЫХ РАСТВОРОВ НИЗШИХ СПИРТОВ И СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ ПО ОТНОШЕНИЮ К ОРГАНИЧЕСКОМУ ВЕЩЕСТВУ ПОРОД БАЖЕНОВСКОЙ СВИТЫ
Аннотация
Работа посвящена рассмотрению особенностей воздействия органическими соединениями (растворителями) на образцы породы баженовской свиты, в которой содержится большое количество непревращенного органического вещества (кероген, битумоиды). Данная статья содержит результаты изучения растворяющей способности индивидуальных низкомолекулярных спиртов и сложных эфиров, а также растворов указанных соединений в воде и в неполярном ароматическом растворителе (сольвент нефтяной). Среди исследованных индивидуальных растворителей наибольшую растворяющую способность проявляют сложные эфиры уксусной кислоты, менее активны спирты. Сольвент нефтяной в незначительной степени растворяет органическое вещество породы и требует добавления более полярных органических соединений. Зависимости растворяющей способности углеводородных растворов спиртов от концентрации спирта имеют экстремальный характер при максимуме, составляющем 10 %мас. На основании полученных результатов дополнительно оценивалось взаимное влияние растворителей в углеводородной среде. Установлено, что растворы изопропанола и ароматического растворителя проявляют синергетический эффект по отношению к растворимости органического вещества породы в большей степени, чем углеводородные растворы сложных эфиров. Для составов, показавших наибольшую растворяющую способность, была проведена качественная и полуколичественная оценка изменения составов образцов пород после экстракции с помощью рентгеновской дифрактометрии и ИК-Фурье-спектроскопии. Показано, что смеси полярного и неполярного растворителей обеспечивают более равномерное извлечение алифатических и ароматических компонентов органического вещества породы. Определено, что химические системы, содержащие сольвент нефтяной, изопропанол и изопропилацетат, могут стать основой для разработки технологических жидкостей, направленных на повышение нефтеотдачи в керогеносодержащих коллекторах.
Для цитирования:
Силин М.А., Магадова Л.А., Давлетов З.Р., Вагапова Ю.Ж., Набиулина Р.Н. Исследование растворяющей способности водных и углеводородных растворов низших спиртов и сложных эфиров по отношению к органическому веществу пород баженовской свиты. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 4. С. 115-125. DOI: 10.6060/ivkkt.20246704.6951.
Литература
Kontorovich A.E., Burshtein L.M., Livshits V.R., Ryzhkova S.V. Main directions of development of the oil complex of Russia in the first half of the twentyfirst century. Vest. RAN. 2019. V.89. N 6. P. 1095-1104 (in Rus-sian). DOI: 10.31857/S0869-587389111095-1104.
Andreeva N.N., Strizhnev K.V., Alekseev Yu.V. First results of work on concept of field test site with public access Bazhen. Neftyanoe Khozvo. 2020. N 3. P. 22-27 (in Russian). DOI: 10.24887/0028-2448-2020-3-22-27.
Oksenoyd E.E., Isaev V.I., Kuzmenkov S.G., Novikov M.V., Pecherin T.N. Problems of oil and gas potential re-alization in bazhenov-abalak play in Khanty-Mansi Autonomous Okrug-Yugra. Georesursy. 2023. V. 25. N 1. P. 51-59 (in Russian). DOI: 10.18599/grs.2023.1.6.
Topchii M.S., Kalmykov A.G., Kalmykov G.A., Fomina M., Ivanova D. Evaluation of Hydrocarbon-Generating Potential of Bazhenov High-Carbon Formation: SPE Russian Petroleum Technology Conference. Moscow. 2020. SPE-201813-MS. DOI: 10.2118/201813-RU.
Goncharov I.V., Fadeeva S.V., Samoilenko V.V., Oblasov N.V., Bakhtina E.S. Generation potential of organ-ic matter Bazhenov Formation rocks in the southeast of West Siberia (Tomsk region). Neftyanoe Khoz-vo. 2014. N 11. P. 12-16 (in Russian). DOI: 10.2118/171170-RU.
Kalmykov A.G., Bychkov A.Yu., Kalmykov G.A., Bugaev I.A., Kozlova E.V. Generation potential of kero-gen of the Bazhenov formation and possibility of its implementation. Georesursy. 2017. N S. P. 165-172 (in Russian). DOI: 10.18599/grs.19.17.
Miller V.K., Ivanova L.V., Mansur G., Uertas-Budilova S.K., Koshelev V.N., Primerova O.V. The structural features of resins and asphaltenes of crude oils from Udmurtia oilfields. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 10. P. 113-118. DOI: 10.6060/ivkkt.20216410.6370.
Yashchenko I.G. Formation conditions of occurrence of hard-to-recover oils of the bazhenov formation and their physico-chemical properties. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 11. P. 6-17. DOI: 10.6060/ivkkt.20236611.9t.
Soboleva E.V. Formation of the oil composition of the Yu0 Bazhenov formation, Salym oil field. Georesursy. 2017. N S. P. 144-154 (in Russian). DOI: 10.18599/grs.19.15.
Kostenko O.V. Blocking nature of distribution of high-molecular compounds of bitumoid in pore system of bazhenov formation (West Siberian basin). Neftegaz. Geologiya. Teoriya Prakt. 2014. V.9. N 1. P. 1-13. (in Rus-sian). DOI: 10.17353/2070-5379/12_2014.
Kontorovich A.E., Kostyreva E.A., Rodyakin S.V., Sotnich I.S., Yan P.A. Geochemistry of the Bazhenov Formation bitumoids. GNG. 2018. N 2. P. 79-88 (in Russian). DOI: 10.31087/0016-7894-2018-2-79-88.
Kolchina G.Yu., Poletaeva O.Yu., Leontev A.Yu., Movsumzade E.M., Loginova M.E., Kolchin A.V.Analysis of the composition and structure of heavy oils according to NMR Spectroscopy. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 6. P. 94-101. DOI: 10.6060/ivkkt.20236606.6783.
Balushkina N.S., Kalmykov G.A., Kiryukhina T.A., Korobova N.I., Korost D.V., Soboleva E.V., Stupakova A.V., Fadeyeva N.P., Khamidullin R.A., Shardano-vaT.A. Regularities of structure of bazhenov horizon and upper parts of abalak suite in view of oil production pro-spects. GNG. 2013. N 3. P. 48-61 (in Russian).
Magadova L.A., Davletov Z.R., Vagapova Yu.Zh. Review and analysis of technologies increasing the efficien-cy of oil recovery from bazhenov formation reservoirs. Izv. Tomsk. Politekh. Un-ta. Inzh. Geores. 2023. V. 334. N 2. P. 206-216 (in Russian). DOI: 10.18799/24131830/2023/2/3854.
Lopatin N.V., Kos I.M., Emets T.P. Bazhenov oil system in the junction zone of the Surgut and Nyalin arches of Western Siberia. Geologiya, Geofizika. Razr. Nefti Gaz. Mestii. 2000. N 1. P. 18-37 (in Russian).
Vashkevich A., Strizhnev K., Zhukov V. GazpromNeft Experience of Bazhenov Suite Development: SPE Rus-sian Oil and Gas Exploration & Production Technical Conference and Exhibition. 2014. SPE-171165-MS. (in Russian). DOI: 10.2118/171165-RU.
Mukhina E.D., Cheremisin A.N., Ushakova A.S., Prochukhan K.Yu., Kasyanenko A.A. Chemical, gas and thermal EOR for the bazhenov formation. Del. Zhurn. Neftegaz. RU. 2022. N 5-6 (125-126). P. 58-64 (in Russian).
Nalgieva Kh.V., Kopytov M.A. Characteristics of the degradation products of resins and asphaltenes in super-critical water. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 11. P. 25-31. DOI: 10.6060/ivkkt.20236611.11t.
Kozlova E.V., Fadeeva N.P., Kalmykov G.A., Balushkina N.S., Pronina N.V., Poludetkina E.N., Kostenko O.V., Yurchenko A.Yu., Borisov R.S., Bychkov A.Yu., Kalmykov A.G., Khamidullin R.A., Streltsova E.D. Geochemical technique of organic matter research in deposits enriched in kerogen (the bazhenov formation, West Siberia). Vest. Moscow Univ. Ser. 4. Geol. 2015. N 5. P. 44-53 (in Russian).
Tikhonova M.S., Ivanova D.A., Kalmykov A.G., Borisov R.S., Kalmykov G.A. Methods of step extraction of rocks of high-carbon formations for the study of the component distribution of bitumen and variability of their basic geochemical parameters. Georesursy. 2019. V. 21. N 2. P. 172-182 (in Russian). DOI: 108599/grs.2019.2.172-182.
Korzhov Yu., Starikov A., Kuzina M., Romanova T. Vertical distribution of alkanes in the lower cretaceous and jurassic sediments of the Borovoye oil field. Byull. Nauki Prakt. 2022. V.8. N 6. P. 95-115 (in Russian). DOI: 10.33619/2414-2948/79/12.
DiStefano V.H., McFarlane J., Stack A.G., Perfect E., Mildner D.F.R., Bleuel M., Chipera S.J., Littrell K.C., Cheshire M.C., Manz K.E., Anovitz L.M. Solvent-pore interactions in the Eagle Ford shale formation. Fuel. 2019. N 238. P. 298-311. DOI: 10.1016/j.fuel.2018.10.010.
Mohnhoff D., Littke R., Krooss B.M., Weniger P. Flow-through extraction of oil and gas shales under controlled stress using organic solvents: Implications for organic matter-related porosity and permeability changes with thermal maturity. Int. J. Coal Geol. 2016. V. 157. N 1. P. 84-99. DOI: 10.1016/j.coal.2015.09.010.
Alnawafleh H.M., Fraige F.Y. Shale Oil Solvent Extrac-tion of Central Jordan El-Lajjun Oil Shale. JASMI. 2015. N 5. P. 35-43. DOI: 10.4236/jasmi.2015.53004.
Kozlov S.A., Frolov D.A., Kuzmina E.P., Kirillov A.S., Konovalov V.V., Sklyuev P.V., Alekseeva N.I. Estab-lishment of reasons for the formation of chloricorganic compounds in commodity oil. Nefteprom. Delo. 2019. N 5 (605). P. 64-69 (in Russian). DOI: 10.30713/0207-2351-2019-5(605)-64-69.
Tatyanina О.S., Gubaidulin F.R., Sudykin S.N., Zhilina Е.V. Study of formation of organochlorine compounds due to application of oilfield chemicals. Neftyanoe Khoz-vo. 2022. N 7. P. 55-57 (in Russian). DOI: 10.24887/0028-2448-2022-7-55-57.
Karlsson R., Isacsson U. Laboratory studies of diffusion in bitumen using markers. J. Mater. Sci. 2003. V. 38. N 13. P. 2835-2844. DOI: 10.1023/A:1024476217060.
Chen Y., Mastalerz M., Schimmelmann A. Characterization of chemical functional groups in macerals across dif-ferent coal ranks via micro-FTIR spectroscopy. Int. J. Coal Geol. 2012. V. 104. N 30. P. 22-33. DOI: 10.1016/j.coal.2012.09.001.
Washburn K.E., Birdwell J.E., Foster M., Gutierrez F. Detailed Description of Oil Shale Organic and Mineralog-ical Heterogeneity via Fourier Transform Infrared Microscopy. Energy Fuels. 2015. V. 29. N 7. P. 4264-4271. DOI: 10.1021/ acs.energyfuels.5b00807.
Petrova Yu.Yu., Tanykova N.G., Spasennykh M.Yu., Kozlova E.V., Leushina E.A., Kostina J.V. Comprehensive assessment of the organic matter content in source rocks by IR spectroscopy, thermal analysis and pyrolysis. Vesti Gaz. Nauki. 2022. N 3(52). P. 109-116 (in Russian).
Lis G.P., Mastalerz M., Schimmelmann A., Lewan M.D., Stankiewicz B.A. FTIR absorption indices for thermal maturity in comparison with vitrinite reflectance R0 in type-II kerogens from Devonian black shales.Org. Geochem. 2005. V. 36. N 11. P. 1533-1552. DOI: 10.1016/j.orggeochem.2005.07.001.
Petrova Y.Y., Tanykova N.G., Spasennykh M.Y., Kozlova E.V. The possibility of using IR spectroscopy in the estimation of the oil-generating potential of oil shales. Vest. Moscow Univ. Ser. 2. Khimiya. 2020. V. 75. N 1. P. 28-35 (in Russian). DOI: 10.3103/S0027131420010095.
Bokach N.A., Bolotin D.S., Boyarsky V.P., Kinzhalov M.A., Tolstoy P.M., Chulkova T.G. Reference tables on the theoretical foundations of organic chemistry and or-ganometallic chemistry of transition elements. St. Peters-burg: VVM publ. 2020. 58 p. (in Russian).
Delgado-Linares J.G., Salmin D.C., Stoner H., Wu D.T., Zerpa L.E., Koh C.A., Mateen K., Scot B., Prince P., Teixeira A. Effect of Alcohols on Asphaltene-Particle Size and Hydrate Non-Plugging Behavior of Crude Oils: Offshore Technology Conference. 2020. OTC-30916-MS. DOI: 10.4043/ 30916-MS.
Kalmykov G.A., Balushkina N.S., Belokhin V.S., Bilibin S.I., Diyakonova T.F., Isakova T.G. Voids rocks of the bazhenov formation and saturating its fluids. Nedropol-zovanie XXI vek. 2015. N 1(51). P. 64-71 (in Russian).
Zargari S., Canter K.L., Prasad M. Porosity evolution in oil-prone source rocks. Fuel. 2015.V.153. P. 110-117. DOI: 10.1016/j.fuel.2015.02.072.
Wang Y., Zhou C., Yi X., Li L., Zhou J., Han X., Gao Y. Research and Evaluation of a New Autogenic Acid System Suitable for Acid Fracturing of a High-Temperature Reservoir. ACS Omega. 2020. V. 5. N 33. P. 20734–20738. DOI: 10.1021/acsomega.0c00336.
Mukhin M.M., Magadova L.A., Pakhomov M.D., Tsygankov V.A. Acetic acid esters as a basis for intensifying compositions for treatment of low permeability carbonate reservoirs with high formation temperatures. Territoriya Neftegaz. 2012. N 12. P. 64-69 (in Russian).
Wang X., Smith K., Cutler J., Beall B. Advancement in Acid-Precursor Chemistry for Removal of Drill-in Fluid Filter Cake: SPE Deepwater Drilling and Completions Conference. 2012. SPE-147480-MS. DOI: 10.2118/147480-MS.
