• Русский

Ученые КФУ определяют эффективность катализаторов при помощи гамма-резонанса

За основу научного исследования был взят метод Мёссбауэра.

Уже не первый год в сфере энергетики особое внимание уделяется разработке неконвенциальных запасов. Для широкомасштабной добычи таковых специалистам как никогда необходимы новейшие технологии. Стабильная добыча углеводородов в значительной мере будет обеспечиваться за счет добычи газа, высоковязкой и сланцевой нефтей, а также природных битумов. Добыче указанного сырья сопутствует ряд проблем, связанных с высоким содержанием высокомолекулярных углеводородных и гетеросодержащих соединений в ней, отсутствием легких фракций, что обеспечивает ее малую подвижность в пластовых условиях, отмечают ученые приоритетного направления «Эконефть». Работая над созданием эффективных технологий, исследователи КФУ делают ставку на паротепловые методы. Сегодня в лабораториях «Эконефти» активно ведутся работы по синтезу катализаторов для внутрипластового использования и изучению их эффективности в аспекте интенсификации добычи тяжелой нефти совместно с закачкой пара.

В одном из последних исследований, ученые приоритетного направления «Эконефть» изучили фазовые изменения ультрадисперсного катализатора – смеси оксидов железа (II, III) при различных условиях гидротермально-каталитических процессов. Данный катализатор был разработан учеными КФУ для облагораживания Ашальчинского месторождения. Уникальность научной работы заключается в выбранной методике исследования: изучение структурно-фазовых превращений было решено провести с применением метода мёссбауэровской спектроскопии. Результаты работы были опубликованы в SpringerLink.

«Мёссбауэровская спектроскопия основана на «испускании» или «поглощении» гамма-квантов в твёрдом теле без потери энергии. В моей работе мёссбауэровская спектроскопия позволила определить фазовый состав частиц катализатора до и после паротеплового воздействия», – сообщил старший научный сотрудник НИЛ «Внутрипластовое горение» Ирек Мухаматдинов.

Разрешающая способность мёссбауровской спектроскопии  определяется отношением ширины линии к энергии квантового перехода. Существует гипотеза, что если бы ученые имели возможность при помощи данной методики измерить ближайшее расстояние между Луной и Землей (357210 км), то ошибка измерения составляла бы всего 36 микрон – а это меньше, чем толщина человеческого волоса. Такая рекордно высокая разрешающая способность мёссбауэровской спектроскопии позволяет выявить даже крошечные изменения. Поэтому данная методика является незаменимым средством при фазовом анализе железосодержащих соединений и материалов, отмечают ученые.

«В результате мы сделали вывод о том, как изменился фазовый состав катализатора. В нефтяной промышленности мёссбауэровская спектроскопия чаще используется для выявления степени обессеривания нефти под воздействием катализатора», – дополнила магистрант 2 курса кафедры разработки и эксплуатации месторождений трудноизвлекаемых углеводородов ИГиНГТ КФУ Алия Хайдарова.

Проведенное исследование поможет понять, в каких состояниях, и в каком окружении находятся частицы элементов, определяющие эффективность катализаторов – важных компонентов, используемых в нефтегазовых технологиях Казанского федерального университета среди ведущих мировых научно-образовательных центров.