Автор AZoNano 11 сентября 2020 г.

Группа ученых из Хьюстонского университета недавно продемонстрировала, что нетоксичная и недорогая наножидкость может применяться для эффективного извлечения даже высоковязкой тяжелой нефти из пластов.

Наножидкость производится в обычном бытовом блендере с использованием натрия, доступного на рынке. В лабораторных испытаниях наножидкость помогла восстановить 80% сверхтяжелой нефти, которая имела вязкость более 400 000 сантипуаз при комнатной температуре.

По словам Чжифэна Рэна, директора Техасского центра сверхпроводимости при Хьюстонском университете и автора исследования, объясняющего эту работу, ожидается, что восстановление поля будет ниже 80%, продемонстрированного в лабораторных условиях; но насколько меньше будет зависеть от условий месторождения.

Опубликованное в журнале Materials Today Physics исследование предлагает новый прорыв в применении нанотехнологий, предлагая экономичные и экологически устойчивые способы добычи нефти.

Команда отметила, что предполагаемая тяжелая нефть – результат молекулярной структуры нефти – составляет до 70% мировых запасов нефти, указывая на то, что она потребуется для удовлетворения растущих потребностей в энергии до тех пор, пока чистые источники энергии не будут полностью восстановлены. разработан.

Современные технологии добычи с использованием пара не только дороги, но и наносят ущерб окружающей среде.

Рен, который также является профессором кафедры физики доктора медицины Андерсона в Хьюстонском университете, добавил, что наножидкость использует по крайней мере три механизма для извлечения нефти из коллектора:

• Когда наночастицы натрия вступают в контакт с водой в резервуаре, возникает химическая реакция и впоследствии выделяется тепло. Эта реакция работает почти так же, как закачка пара и другие методы, основанные на нагреве, для вытеснения нефти из пласта, без необходимости во внешнем источнике тепла, выделяющем парниковые газы.
• Наножидкость также запускает реакцию, которая производит гидроксид натрия – химическое вещество, часто используемое для щелочного заводнения на нефтяных месторождениях. Этот гидроксид натрия может подпитывать движение масла и вызывать реакцию, снижающую вязкость.
• Третья реакция генерирует водород, который может быть использован для заводнения газа – еще один стандартный метод, используемый для извлечения нефти.

После реакции натриевые наноматериалы рассеиваются и, следовательно, снимают опасения, связанные с ущербом окружающей среде. Но Рен добавил, что оптимальные концентрации будут отличаться в зависимости от условий отдельных резервуаров, и он также заметил, что повышение уровня наноматериала по существу не привело к увеличению нефтеотдачи.

Рен работал с Дэном Луо, соавтором исследования и докторантом Техасского центра сверхпроводимости.

Основываясь на этих преимуществах, мы ожидаем, что наножидкость натрия может стать революционной технологией для добычи нефти любой вязкости, а также вехой в использовании нанотехнологий для решения проблем добычи нефти в нефтяной промышленности. .

Исследователи исследования

Натрий легко вступает в реакцию с водой, что указывает на то, что это может быть полезно для улучшения извлечения нефти, но этот факт также усложнил подготовку – если натрий слишком рано подвергнется воздействию воды в резервуаре, это не принесет ожидаемых преимуществ. .

Чтобы решить эту проблему, команда подготовила наночастицы натрия в силиконовом масле и позволила натрию диспергироваться по резервуару до того, как он вступит в контакт с водой в резервуаре, вызывая меньшие химические реакции в большей области.

Наночастицы натрия также могут быть диспергированы в других растворителях, таких как керосин и пентан, или они даже могут быть объединены с поверхностно-активными веществами или полимерами для получения более высокой скорости извлечения нефти.

Натрий также является легким элементом, и это позволило команде произвести наночастицы натрия внутри силиконового масла с помощью кухонного блендера.

Хотя исследование сосредоточено в основном на применении наножидкости для улучшения извлечения тяжелой нефти, ее также можно использовать в производстве легкой нефти и для более общих бытовых применений, таких как очистка труб, забитых жиром, – заключил Рен. .

Ссылка на журнал:

Луо Д. и Рен З (2020) Синтез наночастиц натрия для перспективной добычи тяжелой нефти. Материалы сегодня Физика . doi.org/10.1016/j.mtphys.2020.100276.

Источник: https://uh.edu/[19459008impression