Прибор для измерения физико-химических характеристик нефтяных систем превосходит зарубежные аналоги по возможностям и стоит в 3 раза меньше.
Для повышения нефтеотдачи при добыче углеводородов в пласт закачивают поверхностно активные вещества (ПАВ) и полимеры. Это приводит к изменению ряда физико-химических свойств нефти.
Для измерения важнейшего из них - межфазного натяжения, используют тензиометры. В России такие приборы сейчас не выпускают.
Межфазное натяжение - важнейшая физико-химическая характеристика поверхности. Есть насекомые, способные удерживаться на поверхности воды, это им удается как раз за счет сил межфазного натяжения. Молекулы воды, непосредственно граничащие с воздухом, формируют поверхность раздела фаз.
Между водой и нефтью также есть граница раздела, межфазное натяжение которой зависит от состава системы, в частности от содержания ПАВ. Этот параметр нужно контролировать для оценки эффективности действия той или иной композиции, а также для описания свойств добываемой нефти».
Главная особенность и преимущество томского сканирующего тензиометра - возможность его работы с вискозиметром Виброскан, также разработанным в ИХН.
Вместе они образуют сканирующий комплекс. Он позволяет в одном эксперименте длиной всего 5-10 мин определить межфазное натяжение, вязкость/упругость межфазного слоя и другие параметры, для измерения которых «классическими» методами понадобились бы отдельные испытания на разных установках и не менее 30 мин.
В прямоугольную прозрачную ячейку наливается сначала некоторое количество водной фазы, а сверху наслаивается масляная (нефтяная). Затем происходит сканирование системы зондом, основной элемент которого - горизонтально натянутая струна. Зонд проходит из воздуха через масляную фазу в воду, вытягивая при этом мениск.
Тензиометр определяет силу, которая в этот момент действует на зонд. Эта сила пропорциональна величине межфазного натяжения. Получаемые в эксперименте данные автоматически фиксируются, предаются на компьютер, затем обрабатываются.
По словам представителя ИХН И. Кожевникова, у прибора нет полных аналогов, только частичные - например, немецкие весовые тензиометры Kruss K-20. При этом стоимость томского тензиометра составляет около 300 тыс руб, а цена устройств зарубежного производства начинается от 1 млн.
Динамические характеристики межфазной области, например, спомощью немецких приборов определить невозможно, у нашего тензиометра функциональность шире. По основным характеристикам он не уступает, а по стоимости существенно выигрывает по сравнению с измерительной техникой зарубежного производства.
Сейчас тензиометр используется в основном лабораториях - в РГУ нефти и газа им. Губкина г. Москва, Байкальском институте природопользования СО РАН (Улан-Удэ), подразделениях Транснефти.
Разработчики планируют сертифицировать комплекс для применения в производстве.
