Ученые томского Института химии нефти (ИХН) разработали прибор для измерения физико-химических характеристик нефтяных систем. Первый отечественный сканирующий тензиометр превосходит зарубежные аналоги по возможностям и стоит в три 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,— объясняет научный сотрудник ИХН Иван Кожевников. — 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 5-10минутопределить 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 минут.

- В прямоугольную прозрачную ячейку наливается сначала некоторое количество водной фазы, а сверху наслаивается масляная (нефтяная), — описывает принцип работы комплекса Иван Кожевников. — 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, у прибора нет полных аналогов, только частичные — например, немецкие весовые тензиометры Kruss K-20. При этом стоимость томского тензиометра составляет около 300 тысяч рублей, а цена устройств зарубежного производства начинается от миллиона.

«Динамические характеристики межфазной области, например, с помощью 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», — подтверждает Иван Кожевников.

Сейчас тензиометр используется в основном лабораториях — в РГУ нефти и газа им. Губкина (Москва), Байкальском институте природопользования СО РАН (Улан-Удэ), подразделениях «Транснефти». Разработчики планируют сертифицировать комплекс для применения в производстве, сообщает Инновационный портал Томской области.