Billig, ikke-giftig nanofluid kan være en game-changer for olieindvinding

Forskere fra University of Houston har påvist, at en billig og ikke-giftig nanofluid kan bruges til effektivt at genvinde selv tung olie med høj viskositet fra reservoirer.

Nanofluidet, lavet i en almindelig husholdningsblender med kommercielt tilgængeligt natrium, tilladt genvinding i laboratorietest af 80 % ekstra tung olie med en viskositet på mere end 400, 000 centipoise ved stuetemperatur. Zhifeng Ren, direktør for Texas Center for Superconductivity ved UH og tilsvarende forfatter til et papir, der beskriver arbejdet, nævnte opsving i feltet forventes at være mindre end de 80%, der er vist i laboratoriet; hvor meget mindre vil afhænge af oliefeltets forhold.

Arbejdet, udgivet i Materialer i dag Fysik , foreslår et gennembrud i brugen af ​​nanoteknologi til at levere omkostningseffektive og miljømæssigt bæredygtige måder at producere olie på.

Forskerne bemærker, at såkaldt tung olie - resultatet af oliens molekylære struktur - udgør 70% af de globale oliereserver, tyder på, at det vil være nødvendigt for at imødekomme stigende energibehov, indtil rene energikilder er fuldt udviklede. Nuværende udsugningsteknologier, der involverer brug af damp, er dyre og miljøskadelige.

Ren, som også er M.D. Anderson Chair Professor of Physics ved UH, sagde nanofluidet arbejder på at genvinde olie fra reservoiret gennem mindst tre mekanismer:

• En kemisk reaktion produceret, når natriumnanopartiklerne kommer i kontakt med vand i reservoiret, genererer varme, arbejder meget som dampoversvømmelse og andre varmebaserede teknikker til at skubbe olie fra reservoiret, uden behov for en ekstern – og drivhusgasproducerende – varmekilde.
• Nanovæsken udløser også en reaktion, der producerer natriumhydroxid, et kemikalie, der almindeligvis bruges til alkaliske oversvømmelser i oliefelter. Natriumhydroxid kan stimulere bevægelse i olien og udløse en reaktion, der reducerer viskositeten.
• En tredje reaktion producerer brintgas, som kan bruges til gasoversvømmelse, en anden almindelig oliegenvindingsteknik.

Natriumnanomaterialerne forsvinder efter reaktionen, eliminere bekymringer om miljøskader. Optimale koncentrationer vil variere baseret på individuelle reservoirforhold, Ren sagde, bemærker, at øget koncentration af nanomaterialet ikke nødvendigvis førte til højere olieindvinding.

Han arbejdede sammen med medforfatter Dan Luo, en postdoc-forsker ved Texas Center for Superconductivity. "Baseret på disse fordele, vi forudser, at natriumnanofluiden kan blive en ny teknologi til genvinding af olie af enhver viskositet, samt en milepæl i brugen af ​​nanoteknologi til at løse olieindvindingsproblemer i olieindustrien, "skrev de.

Natrium er meget reaktivt med vand, tyder på, at det kunne være nyttigt til at øge olieudvindingen, men det komplicerede også forberedelsen - at udsætte det for vand for tidligt betød, at det ikke ville levere de designede fordele. Forskerne adresserede, at ved at forberede natriumnanopartiklerne i en silikoneolie, lade natriumet spredes gennem reservoiret, før det kom i kontakt med vand i reservoiret, udløser mindre kemiske reaktioner på tværs af et større område. Det er også muligt at sprede natriumnanopartiklerne i andre opløsningsmidler, herunder pentan og petroleum, eller endda at blande dem med polymerer eller overfladeaktive stoffer for at opnå en højere olieindvindingshastighed.

Natrium er også et let grundstof, giver forskerne mulighed for at skabe natriumnanopartikler i silikoneolien, ved hjælp af en køkkenblender.

Mens papiret fokuserer på at bruge nanofluiden til at øge genvindingen af ​​tung olie, Ren sagde, at det også kunne bruges til produktion af let olie, såvel som til mere generelle husholdningsbrug, såsom at rense et fedttilstoppet rør.