Катализатор на основе соединения меди и стеариновой кислоты эффективно помогает внутрипластовому горению нефти — процессу, который помогает лучше извлекать углеводороды, частично уничтожая их внутри пласта. Доказательства этого ученые Казанского федерального университета представили в журнале Applied Catalysis A: General.

Иногда для того, чтобы облегчить добычу нефти из пласта, ее принудительно зажигают изнутри. Для того, чтобы этот процесс шел эффективнее, используют разного рода катализаторы. Те из них, что применяют для окисления тяжелых фракций нефти, синтезированы на основе переходных металлов, чаще всего это оксиды платины, ванадия, железа, кобальта, никеля и меди. Однако все эти катализаторы не растворяются в нефти, поэтому плохо в ней распределяются и, следовательно, менее эффективны.

Ученые КФУ предложили альтернативу этим оксидам — соль меди и стеариновой кислоты. Эффективность соединения исследовали с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии выского давления (HP-DSC) и адиабатической реакционной калориметрии (ARC). Полученные результаты ученые сравнивали с хорошо изученными стеаратом никеля, железным стеаратом и оксидом меди. В ходе испытаний стеарат меди смог значительно улучшить процесс окисления, а также увеличить эффективность сгорания кокса. Также в ходе исследований ученые показали еще одну особенность стеарата – спектр его активности.

«В процессе внутрипластового горения можно выделить три основные стадии: сначала происходит низкотемпературное горение, затем – крекинг, пиролиз, образование топлива и, наконец, завершается все высокотемпературным горением. Как показывают многочисленные исследования, оксид меди работает только на последних двух стадиях, так как является гетерогенным катализатором и для его активации необходимы высокие температуры. А вот медный стеарат зарекомендовал себя как отличный низкотемпературный гомогенный катализатор, то есть он активизируется уже на первой стадии», — объясняет один из авторов исследования Михаил Варфоломеев.

Кроме того, проведенные исследования показали, что стеарат меди может выступить и в качестве «спускового крючка» внутрипластового горения. Так как он работает в низких температурных режимах, то и инициировать воспламенение можно гораздо раньше. Также авторы подчеркивают, что по сравнению с аналогами медный стеарат достаточно дешев, что вместе с высоким каталитическим эффектом делает его одним из наиболее перспективных катализаторов для внутрипластового горения и, возможно, подземной переработки нефти.