"Обхитрили" нефть и возраст. Как ученые создают комфортный Север

Как "обхитрить" трудноизвлекаемые запасы нефти? Как "заморозить" человеческий возраст? Ученые СурГУ — самого крупного вуза Югры — создали хаб по двум научным тематикам — химия нефти и биомедицина. Подробно о наиболее значимых научных изысканиях сургутских исследователей — в материале РИА Новости.

Ханты-Мансийский автономный округ - Югра — ключевой нефтедобывающий регион, который называют нефтяным сердцем России. Он входит в первую десятку регионов-лидеров по уровню благосостояния семей и ежегодно имеет существенный прирост численности населения.

"Научная деятельность вуза выстраивается с учетом направлений научно-технологического развития страны и особенностей экономического уклада региона. Эти факторы определили и нашу основную задачу — создавать и выводить на рынок новые материалы, технологии в области химии нефти и биомедицины".

Сергей Косенок

Ректор Сургутского государственного университета

По его словам, выбор стратегических тематик обусловлен необходимостью сохранения доли добычи нефти на уровне 40 процентов от российского уровня — такая цель зафиксирована в Концепции развития ресурсной базы углеводородного сырья в Югре до 2050 года.

"Достичь этого возможно за счет инновационных технологий, необходимых для активного освоения трудноизвлекаемых запасов, так как традиционные месторождения постепенно истощаются", — добавил ректор, подчеркнув, что параллельно следует повышать качество жизни населения северных территорий благодаря укреплению здравоохранения.

Вид на СурГУ (Главный корпус, т.н. "Корабль")

Добыча нефти на севере

Разработка геропротекторных функциональных продуктов

1.

Вид на СурГУ (Главный корпус, т.н. "Корабль")

2.

Добыча нефти на севере

3.

Разработка геропротекторных функциональных продуктов

Оба проекта, по его мнению, объединяет то, что они направлены на "обеспечение условий создания комфортного Севера, укрепление северной идентичности как духовно-нравственной связи с регионом, желания менять его к лучшему".

Баженовская свита: как добывать будущую "трудную" нефть

Сургутские ученые проводят геохимические исследования керна баженовской свиты — одного из самых богатых нефтеносных геологических горизонтов Западной Сибири. По некоторым оценкам, его запасы составляют до 10 млрд тонн углеводородов. Неприступные нефтеносные пласты залегают на глубине трех тысяч метров под всей Западной Сибирью. Их площадь — более миллиона квадратных километров.

"Время "легкой" нефти прошло, остаются только трудноизвлекаемые запасы. Главный вызов отрасли — добыча "трудной" нефти. Баженовский нетрадиционный коллектор обладает огромным потенциалом нефтематеринского вещества (керогена)".

Петрова Юлия Юрьевна, директор Института естественных и технических наук СурГУ

Юлия Петрова

Директор Института естественных и технических наук СурГУ, руководитель стратегического технологического проекта "Химия нефти"

При этом, по ее словам, созревает это вещество очень долго, это может длиться десятки тысяч лет, а человечество не может ждать, поэтому необходимо разрабатывать технологии получения синтетической нефти из керогена.

Используя комплекс современных методов, включая инфракрасную спектроскопию, инфракрасную микроскопию и электронную микроскопию исследователи смогли буквально "увидеть" органическое вещество и минералы в породе на микроуровне.

Инфракрасная микроскопия (ИК-микроскопия), анализ образцов

Образцы исследований геохимического керна баженовской свиты

Инфракрасная спектроскопия (ИК-спектроскопия), анализ образцов

Инфракрасная микроскопия (ИК-микроскопия), анализ образцов

1.

Инфракрасная микроскопия (ИК-микроскопия), анализ образцов

2.

Образцы исследований геохимического керна баженовской свиты

3.

Инфракрасная спектроскопия (ИК-спектроскопия), анализ образцов

4.

Инфракрасная микроскопия (ИК-микроскопия), анализ образцов

Оказалось, что в баженовских сланцах кероген распределен не только крайне неравномерно, но и формирует сложную трехмерную пористую сеть, а "будущая" нефть накапливается в микропорах размером до 200 микрон (для сравнения, толщина человеческого волоса — около 50-100 микрон). После специальной кислотной обработки, которая растворяет минеральную составляющую породы, ученым удалось определить долю органического вещества и показать, что его содержание выше, чем считалось ранее.

Авторы отмечают, что такие исследования в будущем помогут разрабатывать новые технологии и повышать коэффициент извлечения нефти с сегодняшних скромных 5-10% до 30-40%.

Другая разработка ученых ведется совместно с коллегами из Томского политеха: речь идет о плазменной переработке нефтяных тяжелых отходов. Известно, что в процессе нефтехимической переработки нефти при получении нефтепродуктов образуется большое количества тяжелых остатков нефти, содержащих тяжелые молекулы высокомолекулярных соединений (их называют асфальтенами). Эти отходы приходится захоранивать или перерабатывать, но современные способы переработки, в том числе термические, не достигают глубокой утилизации асфальтенов.

Дуговой реактор для переработки жидких отходов в лаборатории перспективных материалов энергетической отрасли ТПУ

1 / 3

Дуговой реактор для переработки жидких отходов в лаборатории перспективных материалов энергетической отрасли ТПУ

2 / 3

Дуговой реактор для переработки жидких отходов в лаборатории перспективных материалов энергетической отрасли ТПУ

3 / 3

В лаборатории перспективных материалов энергетической отрасли ТПУ

"В нашей разработке мы используем плазменные реакторы в атмосфере воздуха, которые способны в лабораторных условиях перерабатывать асфальтены очень быстро, буквально за 30 секунд", — сообщила Юлия Петрова.

Кроме того, по ее словам, было доказано, что в этих углеродных материалах частично содержатся нанолуковицы углерода, которые в дальнейшем помогут увеличить выход углеродных наночастиц в целом.

Еще одна разработка сургутских ученых — новые добавки в буровые растворы.

"Мы применили слоистые двойные гидроксиды — это особые материалы (их еще называют 2D реакторами), которые имеют слоистую структуру, являются эффективными носителями различных реагентов и улучшают текстурные свойства бурового раствора", — отметила ученая, добавив, что это позволяет улучшать вынос шлама (отходов) при бурении и сохранять устойчивость получаемых скважин, поскольку они предотвращают обвал породы при бурении.

Молодые ученые работают в лаборатории малотоннажной химии СурГУ

"Эти двойные гидроксиды мы уже получаем самостоятельно. Их можно добавлять в минимальных количествах в буровые растворы (до 1 процента), но при этом кардинально улучшать реологические и тиксотропные свойства бурового раствора", — подчеркнула Петрова.

"Орган-на-чипе": как ученые Югры "замораживают" возраст

Современное общество сталкивается с серьезными демографическими изменениями, стремительно растет доля пожилого населения. По данным Росстата, доля россиян старше трудоспособного возраста достигла уже около четверти всего населения страны. Это сопровождается ростом сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, болезней нервной системы. Исходя из этого, ученые Югры решили разработать и предложить собственные биомедицинские решения для персонализированной медицины.

"Наш проект нацелен на лечение и профилактику именно возрастных заболеваний, что приведет к улучшению качества жизни пожилого населения и снижению смертности от наиболее распространенных возрастных патологических состояний".

Коваленко Людмила Васильевна, директор Медицинского института СурГУ

Людмила Коваленко

Директор Медицинского института СурГУ, руководитель стратегического технологического проекта "Биомедицинские решения для персонализированной медицины"

В частности, ученые СурГУ разрабатывают геропротекторные функциональные продукты. Речь идет о натуральных продуктах с выраженным антивозрастным эффектом, созданных на основе экстрактов полифенолов северных ягод (черники, брусники, клюквы, голубики).

"В рамках нашего исследования мы доказали, что полифенолы эффективны при метаболическом синдроме и остеопорозе, которые, как правило, возникают на Севере на 10-15 лет раньше, чем в общей популяции", — пояснила Коваленко. По ее словам, применение экстрактов полифенолов приводило к снижению уровня глюкозы в крови, уменьшению признаков атеросклероза, повышению плотности костной ткани. У испытуемых существенно снижалось артериальное давление.

Разработка геропротекторных функциональных продуктов

1.

Разработка геропротекторных функциональных продуктов

2.

Разработка геропротекторных функциональных продуктов

3.

Разработка геропротекторных функциональных продуктов

4.

Разработка геропротекторных функциональных продуктов

По оценкам сургутских ученых, выпуск эффективных геропротекторных продуктов существенно снизит риск возраст-ассоциированных заболеваний и увеличит продолжительность активной жизни на 5–7 лет.

Кроме того, исследователи создают новые пребиотики (пищевые компоненты для роста полезных микроорганизмов в кишечнике), которые способствуют нормализации состояния кишечного микробиома, снижению уровня окислительного стресса и замедлению процессов старения организма.

Еще одна важная разработка связана с созданием высокотехнологичных микрофлюидных систем.

"Мы называем это "орган-на-чипе". Например, "сердце-на-чипе" позволяет изучать молекулярные механизмы возникновения сердечно-сосудистых заболеваний. Совместно с научными сотрудниками НИИ общей патологии и патофизиологии РАН приступили к выращиванию "эндотелия-на-чипе". Эта технология дает возможность тестировать новые лекарственные препараты, позволяющие предупредить развитие артериальной гипертонии, минуя стадию доклинических исследований на экспериментальных животных", — прокомментировала разработку Людмила Коваленко.

Молодые ученые работают над стратегическим технологическим проектом СурГУ. Биомедицинские решения для персонализированной медицины

1 / 2

Молодые ученые работают над стратегическим технологическим проектом СурГУ. Биомедицинские решения для персонализированной медицины

2 / 2

Молодые ученые работают над стратегическим технологическим проектом СурГУ. Биомедицинские решения для персонализированной медицины

По мнению ученых медицинского института Сургутского государственного университета, эти инновационные разработки открывают путь к созданию персонализированных медицинских решений, которые позволят проводить точную диагностику, подбирать оптимальную терапию и осуществлять профилактику заболеваний с учетом индивидуальных особенностей каждого пациента.

Стратегические технологические проекты СурГУ поддержаны программой государственной поддержки университетов "Приоритет-2030" национального проекта "Молодежь и дети".