Известно, что часть нефтяных месторождений содержит нефть в виде капель, заключенных в микрополости окружающей породы или размазанных по стенкам подземных полых образований и не может быть извлечена методами, используемыми на сегодняшний день. Новые исследования могут дать объяснения тому, в каких условиях и почему нефть Северного Моря задерживается подводной горной породой, что, в свою очередь сможет стать первым шагом на пути повышения эффективности нефтедобычи.

Группа исследователей Научного Центра Нанотехнологии (Nano-Science Center), который является частью Копенгагенского Университета (University of Copenhagen) ведет исследования проб породы, полученных при бурении дна Северного Моря в районе нефтяных полей. Исследование образцов под атомно-силовым микроскопом показали, что полости в породе, содержащие нефть, имеют поверхности с совершенно иными свойствами по сравнению с ожидаемыми, исходя из знаний геологии и минералогии. Предварительные результаты анализов мела со дна Северного Моря опубликованы в престижном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences this week (Probing the intrinsically oil-wet surfaces of pores in North Sea chalk at subpore resolution).

Подповерхностные слои, содержащие нефть, по своей структуре напоминают губку. Нефть заполняет микро и нано поры и зазоры, и лишь небольшая часть ее может быть вытеснена из меловой породы нагнетанием воды под высоким давлением в буровую скважину. Остальное остается в нанопорах породы или в зазорах между ними в виде капелек нефти, окруженных водой, часто размазанных по стенкам полостей. Из минералогии известно, что частицы мела, представляющие собой минерал кальцит, должны отталкивать нефтяные капли. Однако данные исследования, проведенные с использованием специальных мощных микроскопов, показали, что в случае нанопор это не соответствует действительности. Поверхности пор, в которых «застревает» нефть покрыты другим материалом, к которому нефть может приставать. Датские ученые предполагают, что это поведение материала проистекает из механизма формирования таких меловых пород.

По словам ученых, мел являлся поверхностным слоем древних водорослей, обеспечивая несмачиваемость водой. По-видимому именно эти слои и наблюдают сегодня в пробах грунта – 60 миллионов лет после их образования.

Для разработки новой технологии повышения нефтеотдачи и на основании результатов исследований группы из Копенгагенского Университета открыт новый проект и создана поисковая группа Nano-Chalk Venture, которую финансируют компания Mærsk Oil and Gas AS совместно с Датским Национальным Фондом Прогрессивных технологий (Danish National Advanced Technology Foundation). Ученые совершенно уверены в том, что понимание механизма удержания нефти в пористой структуре поможет разработать метод ее освобождения оттуда. Увеличение нефтеотдачи нефтеносных слоев морского дна даже на несколько процентов может принести миллионы датских крон.

Евгений Биргер