Изследователи от университета в Хюстън демонстрираха, че евтин и нетоксичен нанофлуид може да се използва за ефективно извличане дори на тежък нефт с висок вискозитет от резервоари.
Нанофлуидът, направен в обикновен домакински блендер, използващ наличен в търговската мрежа натрий, позволява възстановяване при лабораторни тестове на 80% изключително тежко масло с вискозитет над 400 000 сантипоаза при стайна температура. Zhifeng Ren, директор на Тексаския център за свръхпроводимост в UH и съответен автор на документ, описващ работата, каза, че възстановяването в полето се очаква да бъде по-малко от 80% показани в лабораторията; колко по-малко ще зависи от условията на нефтените находища.
Работата, публикувана в Materials Today Physics, предполага пробив в използването на нанотехнологиите за осигуряване на рентабилни и екологично устойчиви начини за производство на петрол.
Изследователите отбелязват, че така нареченото тежко масло - резултат от молекулярната структура на петрола - съставлява 70% от световните петролни запаси, което предполага, че ще е необходимо за задоволяване на нарастващите енергийни нужди, докато чистите енергийни източници не бъдат напълно разработени. Настоящите технологии за добив, които включват използването на пара, са скъпи и вредни за околната среда.
Рен, който също е професор по физика на MD Anderson в UH, каза, че нанофлуидът работи за възстановяване на масло от резервоара чрез поне три механизма:
- Химична реакция, произведена, когато наночастиците на натрия влязат в контакт с водата в резервоара, генерира топлина, работеща подобно на наводняване с пара и други базирани на топлина техники за изтласкване на нефт от резервоара, без нужда от външен - и произвеждащи парникови газове - източник на топлина.
- Нанофлуидът също предизвиква реакция, произвеждаща натриев хидроксид, химикал, който обикновено се използва за алкални наводнения в нефтени находища. Натриевият хидроксид може да предизвика движение в маслото и да предизвика реакция, която намалява вискозитета.
- Трета реакция произвежда водороден газ, който може да се използва за наводняване на газ, друга обща техника за добив на нефт.
Наноматериалите на натрия се разсейват след реакцията, елиминирайки опасенията за увреждане на околната среда. Оптималните концентрации ще варират в зависимост от индивидуалните условия на резервоара, каза Рен, отбелязвайки, че увеличаването на концентрацията на наноматериала не води непременно до по-високо добива на нефт.
Той работи със съавтор Дан Луо, постдокторант в Тексаския център за свръхпроводимост. „Въз основа на тези предимства, ние очакваме, че натриевият нанофлуид може да се превърне в променяща играта технология за извличане на петрол с всякакъв вискозитет, както и крайъгълен камък в използването на нанотехнологиите за решаване на проблемите с възстановяването на петрол в петролната индустрия“, пишат те.
Натрият е силно реактивен с вода, което предполага, че може да бъде полезен за подобряване на извличането на петрол, но това също усложнява подготовката - излагането му на вода твърде бързо означава, че няма да осигури предвидените ползи. Изследователите се занимават с това, като приготвят наночастиците на натрия в силиконово масло, позволявайки на натрия да се разпръсне в резервоара, преди да влезе в контакт с водата в резервоара, задействайки по-малки химически реакции в по-голяма площ. Възможно е също така натриевите наночастици да се диспергират в други разтворители, включително пентан и керосин, или дори да се смесват с полимери или повърхностно активни вещества, за да се постигне по-висока степен на извличане на масло.
Натрият също е лек елемент, което позволява на изследователите да създават наночастици натрий в силиконовото масло, използвайки кухненски блендер.
Докато статията се фокусира върху използването на нанофлуида за подобряване на извличането на тежък нефт, Рен каза, че той може да се използва и при производството на лек петрол, както и за по-общи домакински употреби, като например почистване на запушена мазнина тръба.
