The object of research, development or design (in Russian) : Объект исследования – полимерные коллоидные газовые афроны (CGA) для мобилизации и извлечения LNAPL из пористых и трещиноватых сред.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу нысаны – кеуекті және жарықшақты ортадан LNAPL-ды мобилизациялау және шығару үшін қолданылатын полимерлік коллоидты газдық афрондар (CGA).

Aim of work (in Russian) : Цель работы – разработка и оценка экологически безопасных систем CGA, повышающих эффективность удаления углеводородов и обеспечивающих устойчивую ремедиацию загрязнённых почв и подземных вод.

Aim of work (in Kazakh) : Зерттеу мақсаты – көмірсутектерді жою тиімділігін арттыратын және ластанған топырақ пен жер асты суларын тұрақты ремедиациялауды қамтамасыз ететін экологиялық қауіпсіз CGA жүйелерін әзірлеу және бағалау.

Методы исследования (на русском) : Методология включает комплекс лабораторных и численных исследований, а также молекулярное моделирование. Экспериментально получены составы CGA на основе ксантановой камеди (XG) и лаурилсульфата натрия (SDS). Изучены стабильность, реология и морфология пузырьков (оптическая микроскопия и ИИ-анализ изображений).

Методы исследования (на казахском) : Зерттеу әдістері: Әдіснама зертханалық және сандық зерттеулер кешенін, сондай-ақ молекулалық модельдеуді қамтиды. Ксантан камеді (XG) мен натрий лаурилсульфаты (SDS) негізіндегі CGA құрамдары тәжірибелік түрде дайындалды. Тұрақтылығы, реологиясы және көпіршік морфологиясы зерттелді (оптикалық микроскопия және жасанды интеллектке негізделген кескін талдауы).

Obtained results and novelty (in Russian) : Реологическое поведение описано моделью Гершеля–Балкли–Папанастасиу, что подтвердило неньютоновскую (псевдопластичную) природу CGA. Моделирование методом молекулярной динамики выявило механизмы стабилизации на границе газ–жидкость и показало, что состав 6000 ppm XG + 6 CMC SDS обеспечивает максимальную стабильность и контролируемую вязкость при сохранении закачиваемости. Многомасштабные эксперименты (микромодели, 1D-колонки, 2D-резервуары) продемонстрировали устойчивое поршнеподобное продвижение фронта и практически полное (до 100%) извлечение дизельного топлива при умеренных давлениях. Численные симуляции в CMG STARS на 1D/2D и промысловом масштабах подтвердили повышение нефтеизвлечения за счёт псевдопластичности и контраста вязкостей. Научная новизна – интеграция молекулярного, лабораторного и численного уровней для установления связи «состав полимер–ПАВ → реология → эффективность вытеснения».

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Реологиялық қасиеті Гершель–Балкли–Папанастасиу моделімен сипатталып, CGA-ның ньютондық емес (псевдопластикалық) табиғатын растады. Молекулалық динамика әдісі газ–сұйық шекарасындағы тұрақтану тетіктерін ашып, 6000 ppm XG + 6 CMC SDS құрамы айдалғыштықты сақтай отырып, барынша тұрақтылық пен бақыланатын тұтқырлық қамтамасыз ететінін көрсетті. Көпмасштабты тәжірибелер (микромодельдер, 1D бағандар, 2D резервуарлар) орташа айдау қысымдарында фронттың тұрақты, поршеньтәрізді ілгерілеуін және дизельдің дерлік толық (100%-ға дейін) алынуын көрсетті. CMG STARS бағдарламасында 1D/2D және кендік масштабтарда жүргізілген сандық модельдеулер псевдопластикалық қасиеттер мен тұтқырлық контрасты есебінен мұнайқайтарымның артатынын растады. Ғылыми жаңашылығы – «полимер–БАЗ құрамы → реология → ығыстыру тиімділігі» өзара байланысын орнату үшін молекулалық, зертханалық және сандық деңгейлерді біріктіру.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Основные конструктивные и технико-экономические показатели: рабочие составы — XG 3000–8000 ppm и SDS 0,10–0,60 мас.% (1–6 ККМ), газ/жидкость 1:3–1:8. Реология при 10 c⁻¹: 30–120 мПа·с; по H–B–P τ₀ 1–8 Па, n 0,3–0,7. Устойчивость КГА: полужизнь пены 20–60 мин, средний диаметр пузырьков 20–120 мкм. Технологические режимы: закачка 0,2–1,0 PV при 0,1–1,0 м³/ч на скважину, Δp ≤ 0,6 МПа, T = 15–35 °C. Оборудование: генератор КГА 0,5–2,0 м³/ч, мешалка 1,5 кВт, насос 2–7 бар, расходомеры, тензиметр, реометр. Ресурсы на 100 м³ порового объёма: XG 0,6–0,8 т, SDS 0,2–0,6 т, вода 80–120 м³, энергия 150–300 кВт·ч, газ 50–120 Нм³. Эффективность: снижение остаточной насыщенности НЖФ на 60–90%, лабораторное извлечение дизеля 80–95%. Риски: контроль Δp и T, утилизация отработанной жидкости, соблюдение эконорм. Контроль качества: тензиметрия, реология, гранулометрия, онлайн-мониторинг Δp и расхода.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Негізгі конструктивтік және технико-экономикалық көрсеткіштер: жұмыс құрамдары — XG 3000–8000 ppm және SDS 0,10–0,60 мас.% (1–6 ККМ), газ/сұйық 1:3–1:8. Реология 10 c⁻¹ кезінде: 30–120 мПа·с; H–B–P бойынша τ₀ 1–8 Па, n 0,3–0,7. КГА тұрақтылығы: көпіктің жартылай-өмірі 20–60 мин, көпіршіктердің орташа диаметрі 20–120 мкм. Технологиялық режимдер: ұңғымаға 0,1–1,0 м³/сағ шығынмен 0,2–1,0 PV айдау, Δp ≤ 0,6 МПа, T = 15–35 °C. Жабдық: КГА генераторы 0,5–2,0 м³/сағ, араластырғыш 1,5 кВт, сорғы 2–7 бар, шығын өлшегіштер, тензиметр, реометр. 100 м³ кеуек көлеміне ресурстар: XG 0,6–0,8 т, SDS 0,2–0,6 т, су 80–120 м³, энергия 150–300 кВт·сағ, газ 50–120 Нм³. Тиімділік: НЖФ қалдық қанығуын 60–90% азайту, дизельді лабораториялық шығару 80–95%. Тәуекелдер: Δp және T бақылауы, пайдаланылған сұйықты кәдеге жарату, эконормаларды сақтау. Сапаны бақылау: тензиметрия, реология, гранулометрия, Δp және шығынды онлайн-мониторинг.

Level of implementation (in Russian) : Степень внедрения — TRL 3 (аналитически и экспериментально подтверждённая концепция). Выполнены лабораторные исследования на 1D-колоннах и 2D-микромоделях, показана принципиальная извлекаемость НЖФ при применении КГА. Разработаны рецептуры и базовые регламенты приготовления и контроля качества (реология, тензиметрия, гранулометрия), сформированы исходные требования к оборудованию и безопасности. Проведена первичная параметризация реологии (H–B–P) и пробная интеграция в численные модели для оценки чувствительности и рабочих окон. Пилотная схема на стадии предпроектной проработки; требуются уточнение масштабируемости, валидация на макроустановках, проработка логистики реагентов и утилизации, получение согласований и подготовка плана ОВОС.

Level of implementation (in Kazakh) : Енгізілу дәрежесі — TRL 3 (талдамалық және тәжірибелік деңгейде расталған тұжырымдама). 1D-колонна және 2D-микромодельдерде зертханалық зерттеулер жүргізіліп, КГА қолдану кезінде НЖФ-ты алу мүмкіндігі көрсетілді. Рецептуралар мен дайындау/сапаны бақылаудың базалық рәсімдері (реология, тензиметрия, гранулометрия) әзірленді, жабдыққа және қауіпсіздікке бастапқы талаптар қалыптастырылды. Реологияның бастапқы параметрленуі (H–B–P) жасалып, жұмыс терезелерін бағалау үшін сандық модельдерге сынамалы енгізу орындалды. Пилоттық схема алдын ала пысықтау сатысында; қажеті — масштабталуды нақтылау, макроқондырғыларда валидация, реагент логистикасы мен кәдеге жарату жоспарын пысықтау, рұқсаттар және ҚОӘБ жоспары.

Efficiency (in Russian) : Эффективность технологии подтверждена лабораторными испытаниями на 1D-колоннах и 2D-микромоделях. По сравнению с водной и полимер-ПАВ закачкой применение КГА формирует более поршневой фронт, задерживает прорыв и обеспечивает равномерное вытеснение. В оптимальном окне составов достигается снижение остаточной насыщенности НЖФ на 60–90% и извлечение дизельной фазы до 80–95% (в отдельных опытах близко к 100%) при приемлемой инжектируемости (Δp ≤ 0,6 МПа, 15–35 °C, 0,2–1,0 PV).

Efficiency (in Kazakh) : Тиімділік технологияның 1D-колонна және 2D-микромодельдердегі зертханалық сынақтарымен расталды. Су және полимер-ББЗ айдаумен салыстырғанда КГА қолдану поршеньтәрізді фронтты қалыптастырады, прорывты кешеуілдетеді және бірқалыпты ығыстыруды қамтамасыз етеді. Құрамдардың оңтайлы терезесінде НЖФ-тың қалдық қанығуы 60–90%-ға азаяды, ал дизель фазасын шығару 80–95%-ға дейін (жекелеген тәжірибелерде 100%-ға жуық) жетеді; айдалғыштық қанағаттанарлық (Δp ≤ 0,6 МПа, 15–35 °C, 0,2–1,0 PV).

Field of application (in Russian) : In situ удаление лёгких нефтепродуктов (дизель, бензин, керосин) из грунтов и подземных вод в пористых и трещиноватых средах на промышленных площадках, НПЗ, нефтебазах, АЗС, вдоль трубопроводов и на складских территориях. Технология используется для локализации и извлечения НЖФ из «source» и «smear»-зон, снижения остаточной насыщенности перед биоремедиацией, аэрацией или окислением, а также для интенсификации систем pump-and-treat и барьерных скважин. Возможна адаптация к коллекторам с различной проницаемостью — от мелкозернистых песков до трещиноватых песчаников; типичный температурный диапазон 15–35 °C при ограничении по давлению Δp ≤ 0,6 МПа. Внедрение требует соблюдения экологических норм, плана обращения с отработанными растворами и онлайн-мониторинга перепада давления и состава стоков.

Field of application (in Kazakh) : Кеуекті және жарықшақты ортадағы топырақ пен жерасты суларынан жеңіл мұнай өнімдерін (дизель, бензин, керосин) in situ жою; өнеркәсіптік алаңдарда, МӨЗ-дерде, мұнай базаларында, ЖҚС-тарда, құбыржол бойында және қойма аумақтарында. Технология «source» және «smear» аймақтарынан НЖФ-ты локализациялау және алу, биоремедиация, аэрация немесе тотығуға дейін қалдық қанығуды төмендету, сондай-ақ pump-and-treat жүйелері мен бөгет ұңғымаларын қарқындату үшін пайдаланылады. Әртүрлі өткізгіштігі бар коллекторларға бейімделеді — ұсақ түйірлі құмдардан жарықшақты құмтастарға дейін; әдеттегі температура диапазоны 15–35 °C, қысым айырмасы бойынша шектеу Δp ≤ 0,6 МПа. Енгізу экологиялық нормаларды сақтау, пайдаланылған ерітінділермен жұмыс жоспары және қысым айырмасы мен ағызынды құрамын онлайн-мониторингтеуді талап етеді.