Томские политехники с помощью наночастиц теперь могут искать границы розливов нефти зимой

В Томском политехническом университете создают технологию, аналогов которой в мире нет. Касается она нефтедобычи: с помощью наночастиц оксидов металлов можно точно определить масштаб розлива нефти и нефтепродуктов под слоем льда и снега. Для нефтегазовых компаний это большой шаг к экологической безопасности: так можно будет уменьшить воздействие на окружающую среду, точно найти границы нефтяного пятна в воде даже зимой и ликвидировать аварии и прорывы на нефтепроводах быстрее. 

Когда наука помогает промышленности

Как пояснили в ТПУ, запрос на разработку маркера нефтерозлива в зимний период в университет поступил непосредственно от индустриального партнера. Поэтому проект политехники осуществляют вместе с компанией ПАО «НГК «Славнефть» и при поддержке программы Минобрнауки России «Приоритет 2030».

Дело в том, что в мире аналогов подобной технологии пока не существует: нужно учесть слишком много факторов. В Томске за разработку взялся научный коллектив ТПУ. Это сотрудники отделения ядерно – топливного цикла Инженерной школы ядерных технологий и отделения химической инженерии Инженерной школы природных ресурсов.

«Охрана окружающей среды является приоритетным направлением развития промышленности РФ, поэтому компании стараются минимизировать риски антропогенного воздействия. В связи с этим подобные разработки актуальны для отраслевых компаний и являются производственной необходимостью», — поделилась инженер отделения химической инженерии ТПУ Мария Алексеева.

Как наночастицы помогают искать нефть?

По сути наночастицы становятся тем маркером, который покажет границы нефтяного пятна. Ученые выбрали частицы с определенными параметрами: устойчивость в условиях крайнего севера, легкое извлечение после окончания работы. А главное — чтобы сами наночастицы после контакта с нефтью не приумножали воздействие на окружающую среду. Идеальным вариантом оказались ультрадисперсные материалы. 

«Главным критерием при выборе нанопорошков было наличие у них ферромагнитных свойств, то есть самопроизвольной намагниченности. Поэтому в итоге выбор пал на тонко-дисперсные металлические порошки, полученные электроимпульсными разрядами в слое дисперсной загрузки», — добавляет Мария Алексеева.

Разработка подразумевает, что стабилизированные наночастицы оксидов металлов будут вводить непосредственно на место розлива. Благодаря своим свойствам наночастицы распределяются от центра к периферии нефтяного пятна. Там оператор их фиксирует и устанавливает точные границы розлива . За счет средств улавливания магнитного момента наночастиц установка определит и площадь загрязнения.

Чтобы подтвердить эффективность разработки, политехники изучили поведение наночастиц и нефтепродуктов на нескольких образцах нефти разных свойста. А также применили 9 разновидностей нанопорошков металлов.

«Результаты эксперимента показали, что наночастицы начали передвигаться из центра пятна к периферии, тем самым замыкая пятно в «кольцо», выполняя задачу распределения точно по границе. Эта наша авторская разработка, аналогов в мире нет», — поясняют ученые ТПУ.

Исследование рассчитано на два года, и сейчас технология отрабатывается в лабораторных условиях. Ученые создают прибор, который сможет уловить магнитный момент наночастиц и идентифицирует границы розлива. А следующим этапом станет апробация технологии на территории действующего месторождения.