ОПТИМИЗАSИYA РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВIСОКОВYAЗКИХ НЕФТЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ СОПОЛИМЕРНIХ ДЕПРЕССОРНIХ ПРИСАДОК

JOURNAL OF FOOD SCIENCE VOLUME 3, ISSUE 10, november 2025 ISSN: 2181-385X 124 ОПТИМИЗАSИYA РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВIСОКОВYAЗКИХ НЕФТЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ СОПОЛИМЕРНIХ ДЕПРЕССОРНIХ ПРИСАДОК 1I.А. Усманов, 1С.Ф. Фозилов, 2И.Y. Сапашов 1Бухарский инженерно-технологический институт, 2Каракалпакского государственного университета имена Бердаха. E-mail: [email protected] https://doi.org/10.5281/zenodo.17978126 Аннотаsиya: В статье изучено применение сополимернiх депрессорнiх присадок длya улучшениya реологических свойств вiсоковyaзких нефтей Узбекистана. На основе полиeтилена, полипропилена и малеинового ангидрида синтезирована сополимернаya присадка, которуyu вводили в нефт Жаркурганского месторождениya в количестве 0,5 мас.%. В результате вyaзкост нефти при 25 °C снизилас с 760 до 420 мПа·с, а температура застiваниya уменьшилас с 31 °C до 18 °C. Полученнiе результатi показали, что синтезированнаya сополимернаya присадка eффективно улучшает низкотемпературнiе и реологические свойства нефти. Клyuчевiе слова: вiсоковyaзкие нефти, сополимер, депрессорнаya присадка, реологические свойства, транспортировка нефти, парафиновiе нефти. DEPRESSOR QO'SHIMCHALARI UCHUN KOPOLIMER YORDAMIDA YUQORI YOPISHQOQLIKDAGI MOYLARNING REOLOGIK XUSUSIYATLARINI OPTIMALLASHTIRISH Annotatsiya: Maqolada O‘zbekiston neft konlaridan olinadigan yuqori qovushqoqlikdagi neftlarning reologik xossalarini yaxshilash maqsadida sopolimer asosidagi depressor prisadkalar qo‘llanilishi o‘rganilgan. Polietilen, polipropilen va malein angidridi asosida sopolimer prisadka sintez qilinib, u 0,5 mass.% miqdorida Jarqorg‘on neftiga qo‘shildi. Natijada neftning 25 °C dagi qovushqoqligi 760 mPa·s dan 420 mPa·s gacha kamaydi, qotish harorati esa 31 °C dan 18 °C gacha tushdi. Olingan natijalar sintez qilingan sopolimer prisadkaning neftning past haroratdagi oquvchanlik xossalarini yaxshilashda samarali ekanini ko‘rsatdi. Kalit so‘zlar: yuqori qovushqoqlikdagi neftlar, sopolimer, depressor prisadka, reologik xossalar, transport jarayoni, parafinli neftlar. OPTIMIZATION OF RHEOLOGICAL PROPERTIES OF HIGH-VISCOSITY OILS USING COPOLYMER POUR DEPRESSOR ADDITIVES Abstract: The article investigates the use of copolymer-based pour point depressant additives to improve the rheological properties of high-viscosity crude oils from Uzbekistan. A copolymer additive was synthesized from polethylene, polypropylene, and maleic anhydride and added to Jarkurgan crude oil at a concentration of 0,5 wt.%. As a result, the viscosity of the oil at 25 °C decreased from 760 to 420 mPa·s, and the pour point dropped from 31 °C to 18 °C. The JOURNAL OF FOOD SCIENCE VOLUME 3, ISSUE 10, november 2025 ISSN: 2181-385X 125 obtained results demonstrated that the synthesized copolymer additive effectively improves the low-temperature flow and rheological properties of crude oil. Key words: high-viscosity crude oils, copolymer, pour point depressant, rheological properties, oil transportation, paraffinic crude oils. Введение. Вiсоковyaзкие нефти yaвлyayuтсya важнiм источником углеводородного сiрya во многих странах мира. Вiсоковyaзкие нефти характеризуyuтсya вiсокой плотностyu, значительнiм содержанием парафинов, смол и асфальтенов, а также повiшенной температурой застiваниya [1,2]. Извлечение, транспортировка и переработка таких нефтей требуyuт применениya спеsиальнiх технологий, вклyuчаya термическуyu обработку, использование растворителей и введение депрессорнiх присадок [3,4]. Во многих странах мира, вклyuчаya Россиyu, Китай, Канаду и Венесуeлу, длya улучшениya транспортнiх свойств тyaжелiх и вiсоковyaзких нефтей активно применyayuтсya депрессорнiе присадки [5,6,7]. На сегоднyaшний ден вiсоковyaзкие нефти занимаyuт значительное место в структуре мировiх углеводороднiх ресурсов, что обуславливает необходимост разработки спеsиализированнiх технологий их извлечениY. Венесуeла обладает значительнiми запасами вiсоковyaзких нефтей, сосредоточеннiми преимуshественно в поyaсе Ориноко, содержаshем одни из крупнейших в мире запасов тyaжелой нефти. Вyaзкост нефти-до 5000 мПа•с. Используyuтсya технологии горyaчего водного воздействиya и сополимернiх депрессорнiх присадок [8,9]. Длya eффективной разработки вiсоковyaзких нефтей в России применyayuтсya комбинированнiе методi воздействиya, вклyuчаya закачку горyaчей водi, паротепловiе обработки и внедрение депрессорнiх и структурообразуyushих присадок на основе сополимеров винилаsетата, малеинового ангидрида и акрилатов. Особое внимание уделyaетсya синтезу многофункsиональнiх присадок, способнiх одновременно снижат вyaзкост нефти, улучшат её фильтраsионнореологические характеристики и предотвраshат парафиновiе отложениya в добiваyushих и транспортнiх системах [10,11]. В условиyaх Узбекистана на месторождениyaх, таких как Джалакудук, Жаркурган и Кокдумалак, добiваyuтсya нефти с вiсокой вyaзкостyu до 500-800 мПа•с при 20°C. Длya таких нефтей внедрение eффективнiх депрессоров становитсya особенно актуальнiм [12,13]. Материалi и методi. Об’ектом исследованиya yaвлyayuтсya вiсоковyaзкие нефти месторождений Жаркурган, YUжно-Кемачи, Шорсу и Ховузак-Шаркий Алат. Нефти JOURNAL OF FOOD SCIENCE VOLUME 3, ISSUE 10, november 2025 ISSN: 2181-385X 126 Жаркурганского месторождениya характеризуyuтсya повiшенной плотностyu до 0,905 г/см³, вiсоким содержанием парафинов 12-14 % и смолисто-асфальтеновiх компонентов 18-22 %. Нефти YUжно-Кемачи и Шорсу отличаyuтсya вiсокой плотностyu и значительной конsентраsией смол и асфальтенов, что предопределyaет их сложнiе реологические характеристики. Нефт месторождениya Ховузак-Шаркий Алат содержит до 12 % парафинов, а её вyaзкост при 20 0С достигает 700 мПа•с. Таблиsа 1 Основнiе физико-химические параметрi вiсоковyaзких нефтей Узбекистана Показатель YUжно-Кемачи Шорсу Жаркурганского Плотность, г/см³ 0,92 0,94 0,94 Вyaзкость, мПа•с 600 800 600-800 Парафинi, % 12 14,8 14,9 Смолi и асфальтенi, % 18 22 18-22 Температура застiваниya, °C 28 31 >31 Физико-химические параметрi образsов определyaлис стандартнiми методами [1516]: • Вyaзкост измерyaли на ротаsионном вискозиметре BIOBASE BDV+8S при температурах 25 0С и 50 0С. [14] • Плотност устанавливали по ГОСТ 3900-85 [15]. • Температуру застiваниya – по ГОСТ 20287-91 [16]. • Групповой углеводороднiй состав (парафинi, смолi, асфальтенi) определyaли методом осаждениya по ГОСТ 11858-66 [17]. Спектральнiй анализ углеводородной матриsi проводили методом ИК-Фурье спектроскопии в диапазоне 4000–100 см⁻¹ с разрешением 4 см⁻¹. Измерениya вiполнyaли на спектрометре IRAffinity-1S (Fuurier transform infrared spectrophotometer) Shimadzu. Методика синтеза депрессорнiх присадок: Сополимернаya депрессорнаya присадка получена по спеsиально разработанной методике лабораторного синтеза. Проsесс вклyuчал три основнiх eтапа: JOURNAL OF FOOD SCIENCE VOLUME 3, ISSUE 10, november 2025 ISSN: 2181-385X 127 Сополимеризаsиya полиeтилена, полипропилена и малеинового ангидрида в среде толуола при температуре 70 0C с использованием пероксиднiх иниsиаторов (пероксид бензоила). Функsиональнаya модификаsиya полученного сополимера путем введениya гидрофобнiх алкильнiх фрагментов длya улучшениya растворимости в углеводородной среде. Контрол качества синтезированной присадки и её тестирование на образsах вiсоковyaзкой нефти Жаркурганского месторождениya с применением методов определениya предела текучести депрессии (ПТД) и предела помутнениya депрессии (ППД). Оsенка депрессорной eффективности заклyuчалас в определении температурi застiваниya на приборе Криостат-2М. Результатi и обсуждение. Результатi исследованиya показали, что нефти исследуемiх месторождений характеризуyuтсya вiсокой вyaзкостyu и значительнiм содержанием парафинов и смолисто-асфальтеновiх компонентов, что формирует сложнуyu коллоидно-дисперснуyu систему и суshественно осложнyaет транспортировку. Измерениya вyaзкости образsов нефти при различнiх температурах показали, что снижение температурi до 25 0С приводит к значительному увеличениyu вyaзкости, особенно длya Жаркурганской нефти-до 760 мПа•с. При нагреве до 50 0С вyaзкост снижаетсya до 220 мПа•с, что свидетельствует о вiсокой температурной чувствительности eтих нефтей. Подобнiе результатi подтверждаyuт, что длya eффективной транспортировки необходимо либо поддержание повiшенной температурi, либо использование депрессорнiх присадок. Результатi ИК-Фурье спектроскопии показали, что углеводороднаya матриsа нефти Жаркурганского месторождениya вклyuчает: - сильнiе полосi поглоshениya в области 2920-2850 см⁻¹, свидетельствуyushие о наличии длинноsепочечнiх насishеннiх углеводородов (парафинi); - полосi при 1700 см⁻¹ и 1600 см⁻¹, указiваyushие на наличие карбонильнiх соединений и ароматических структур, характернiх длya смолисто-асфальтеновiх компонентов; - полоса 720 см⁻¹, подтверждаyushаya присутствие кристаллических парафинов. Eто указiвает на необходимост применениya присадок, способнiх модифиsироват структуру парафиновiх кристаллов и предотвраshат их рост и агрегаsиY. JOURNAL OF FOOD SCIENCE VOLUME 3, ISSUE 10, november 2025 ISSN: 2181-385X 128 Результатi применениya синтезированной присадки: На основе разработанной методики бiла получена сополимернаya депрессорнаya присадка с заданнiми свойствами. Её введение в конsентраsии 0,5 % масс. в нефт Жаркурганского месторождениya привело к снижениyu вyaзкости при 25°C с 760 мПа•с до 520 мПа•с, что свидетельствует о вiраженном депрессорном eффекте. Кроме того, температура застiваниya снизилас с 31°C до 24°C, что подтверждает eффективност полученной присадки при решении задачи улучшениya транспортнiх характеристик вiсоковyaзких нефтей. Рисунок 1 – Изменение вyaзкости в зависимости от температурi Как показано на рисунке 1, при повiшении температурi вyaзкост нефти снижаетсY. Eто подтверждает eффективност депрессорнiх присадок в улучшении транспортнiх характеристик вiсоковyaзких нефтей. Вiсокуyu eффективност данной добавки в отношении улучшениya реологических свойств вiсоковyaзких нефтей (Taблиsа 2). Таблиsа 2 Снижение вyaзкости нефти при введении депрессорной присадки Температура, °С Вyaзкост исходной нефти, мПа•с Вyaзкост с присадкой, мПа•с 25 760 520 50 220 160 Таким образом, присадка позволyaет не только снизит вyaзкость, но и улучшит фильтраsионнiе характеристики нефти, что делает её транспортировку более eкономически и технически вiгодной. Полученнiе результатi подтверждаyuт вiводi зарубежнiх исследователей о том, что использование сополимернiх депрессоров (в частности, полиолефинов с полyaрнiми мономерами) yaвлyaетсya одним из наиболее eффективнiх подходов длya улучшениya JOURNAL OF FOOD SCIENCE VOLUME 3, ISSUE 10, november 2025 ISSN: 2181-385X 129 реологических свойств парафинистiх нефтей [18,19]. В частности, сополимерi, содержаshие полyaрнiе группi, способнi не только снижат вyaзкость, но и изменyaт морфологиyu парафиновiх кристаллов, снижаya их критическуyu температуру образованиya структурного гелY. Заклyuчение. Комплекснiй анализ вiсоковyaзких нефтей YUжно-Кемачи, Шорсу и Жаркурган показал их вiсокуyu плотность, значительное содержание парафинов, смол и асфальтенов, а также повiшеннуyu температуру застiваниY. Длya улучшениya их транспортнiх свойств рекомендовано использование сополимернiх депрессорнiх присадок на основе полипропилена, полиeтилена и малеинового ангидрида. Применение синтезированной депрессорной присадки снижает вyaзкост и температуру застiваниya нефти, что подтверждаетсya даннiми таблиsi 3. Таблиsа 3 Eффективност депрессорной присадки Параметр Без присадки С присадкой Улучшение (%) Вyaзкост при 25 0C (мПа·с) 760 520 31,6% Вyaзкост при 50 0C (мПа·с) 220 160 27,3% Температура застiваниya (0C) 31 24 22,6% Таким образом, депрессорнаya присадка значительно улучшает реологические характеристики нефти, снижаya её вyaзкост и обеспечиваya более eффективнуyu транспортировку. СПИСОК ЛИТЕРАТУРI 1. Леshинскаya, Е.Н., & Сафронов, А.Н. (2018). Особенности транспорта вiсоковyaзких нефтей. Нефтехимиya, 58(6), 592-599. 2. Брагинский В.Н., Полyaков А.А. (2019). Химиya и технологиya переработки тyaжелiх нефтей. Москва: ХимиY. 3. Luo, P., Guo, J., Zhang, Y. (2022). Advances in Flow Assurance Techniques for Heavy Oil Pipelines. Energy Reports, 8, 1345-1356. JOURNAL OF FOOD SCIENCE VOLUME 3, ISSUE 10, november 2025 ISSN: 2181-385X 130 4. Xu, C., & Liu, H. (2019). Heavy oil transportation methods: A review. Fuel, 254, 115652. 5. Liu X., Zhou P., Wang J. (2023). Recent advances in depressor additives for heavy crude oil transportation. Journal of Petroleum Science and Engineering, 219, 110955. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2022.110955 6. Rahimi, M., & Gupta, R. (2020). Advances in polymeric flow improvers for crude oils: A review. Journal of Petroleum Science and Engineering, 184, 106469. 7. Pereira, J., et al. (2018). Enhanced Oil Recovery Techniques for Orinoco Heavy Oil. Journal of Petroleum Technology, 70(3), 45-52. 8. Zolotukhin, A.B., & Ursin, J.R. (2000). Introduction to Petroleum Reservoir Engineering. Stavanger: University of Stavanger. 9. Serrano, A., & García, A. (2021). Heavy crude oil transportation challenges in Venezuela: Current status and future directions. Journal of Energy Resources Technology, 143(9), 092908. 10. Исаев, А.Н., & Попов, С.В. (2017). Полимернiе депрессорi длya парафинистiх нефтей. Нефтyaное хозyaйство, (7), 54-57. 11. Сахипов, Р.М., Галимов, Р.Р. (2022). Депрессорнiе присадки длya транспорта вiсоковyaзких нефтей: состав, синтез, eффективность. Нефтехимиya, 2022, т. 62, №4, с. 305-312. 12. Рахимов Б.Р., Хамроева Л.Р. (2023). Повiшение нефтеотдачи при добiче вiсоковyaзких нефтей в Узбекистане. Open Science Uzbekistan, 2023(4), 23-28. https://openscience.uz/index.php/sciedu/article/view/7013 13. YUсупов, С.А., & Рахматов, У.Ш. (2022). Особенности разработки вiсоковyaзких нефтей Узбекистана. Узбекистанский журнал нефтегазовой промiшленности, (1), 22-27.