Kvantemekanisk arbejde giver olieindustrien lov til at love om genopretningseksperimenter, før de starter

Med deres nuværende tilgang, energiselskaber kan udvinde omkring 35 procent af olien i hver brønd. Hver 1 procent over det, sammensat på tværs af tusindvis af brønde, kan betyde milliarder af dollars i ekstra omsætning for virksomhederne og forsyning til forbrugerne.

Ekstra olie kan skubbes ud af brønde af tvunget vand - ofte billigt havvand - men forskere, der udfører eksperimenter i laboratoriet, fandt ud af, at natrium i vand hæmmer dets evne til at skubbe olie ud, mens andre sporstoffer hjælper. Forskere eksperimenterer med forskellige kombinationer af calcium, magnesium, sulfater og andre tilsætningsstoffer, eller "befugtningsmodifikatorer, "i laboratoriet først, ved at bruge den samme calcit, som er til stede i brønden. Målet er at afgøre, hvilken der fører til mest olieindvinding fra klippen.

Vanderbilt University fysiker Sokrates Pantelides og postdoc i fysik Jian Liu udviklede detaljerede kvantemekaniske simuleringer på atomskala, der præcist forudsiger resultaterne af forskellige additiv kombinationer i vandet.

De fandt ud af, at calcium, magnesium og sulfater sætter sig længere fra calcitoverfladen, gør den mere vandvåd ved at ændre den effektive ladning på overfladen, øge olieudvindingen. Deres forudsigelser er blevet understøttet af eksperimenter udført af deres samarbejdspartnere ved Khalifa University i Abu Dhabi:Saeed Alhassan, lektor i kemiteknik og direktør for Gasforskningscenteret, og hans forskningsmedarbejder, Omar Wani.

"Nu, forskere i laboratoriet vil have en procedure, hvorved de kan træffe intelligente beslutninger om eksperimenter i stedet for bare at prøve forskellige ting, " sagde Pantelides, Universitets anerkendt professor i fysik og teknik, William A. &Nancy F. McMinn professor i fysik, og professor i elektroteknik. "Opdagelserne sætter også scenen for fremtidigt arbejde, der kan optimere valg for kandidationer."

Holdets papir, "Ændring af fugtbarhed og forbedret olieudvinding induceret af proksimal adsorption af Na ⁺ , Cl ^- , Ca ²⁺ , Mg ²⁺ , også ^2- ₄ ioner på calcit, " står i dag i journalen Fysisk gennemgang anvendt . Det bygger på Pantelides' tidligere arbejde med befugtning, udgivet tidligere i år.

Hans medforskere i Abu Dhabi sagde, at arbejdet vil have en betydelig indvirkning på olieindustrien.

"Vi er glade for at kaste lys over at kombinere molekylære simuleringer og eksperimenter inden for forbedret olieudvinding for at give mulighed for mere konkrete konklusioner om det vigtigste fænomen, der styrer processen, "Alhassan sagde. "Dette arbejde viser en klassisk tilgang inden for materialevidenskab og implementerer den i olie- og gasindustrien:kombinationen af ​​modellering og eksperiment for at give forståelse og løsninger på underliggende problemer."