Прорыв в нефтяной сфере. Новая наножидкость может существенно улучшить условия нефтедобычи

Американские ученые совершили прорыв в использовании нанотехнологий для обеспечения экономичных и экологически безопасных способов добычи нефти.

Исследователи отмечают, что так называемая тяжелая нефть - результат молекулярной структуры нефти - составляет 70% мировых запасов нефти, предполагая, что она будет необходима для удовлетворения растущих потребностей в энергии, пока чистые источники энергии не будут полностью разработаны. Современные технологии экстракции с использованием пара дороги и вредны для окружающей среды.

Ведущий автор работы Чжифэн Рен, директор Техасского центра сверхпроводимости в UH, который также является профессором кафедры физики Андерсона в UH, сказал, что наножидкость работает для извлечения нефти из пласта по крайней мере с помощью трех механизмов:

• Химическая реакция, возникающая, когда наночастицы натрия вступают в контакт с водой в резервуаре, генерирует тепло, действуя подобно закачке пара и другим тепловым методам, выталкивающим нефть из резервуара, без необходимости во внешних - и производящих парниковый газ - источниках тепла.
• Наножидкость также вызывает реакцию с образованием гидроксида натрия, химического вещества, обычно используемого для щелочного заводнения на нефтяных месторождениях. Гидроксид натрия может вызвать движение в нефти и вызвать реакцию, снижающую вязкость.
• Третья реакция производит газообразный водород, который можно использовать для заводнения, еще одного распространенного метода добычи нефти.

Наноматериалы натрия рассеиваются после реакции, устраняя опасения по поводу ущерба окружающей среде. Оптимальные концентрации будут варьироваться в зависимости от индивидуальных условий залегания нефти, сказал Рен, отметив, что увеличение концентрации наноматериала не обязательно приводит к повышению нефтеотдачи.

Рен работал с соавтором Дэном Луо, научным сотрудником 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», - написали они.

Натрий очень реактивен с водой, что позволяет предположить, что он может быть полезен для увеличения нефтеотдачи, но это также усложняет подготовку - слишком раннее воздействие воды на него означало, что он не принесет ожидаемых преимуществ.

Исследователи решили эту проблему, приготовив наночастицы натрия в силиконовом масле, позволяя натрию диспергироваться по резервуару до того, как он вступит в контакт с водой в резервуаре, вызывая меньшие химические реакции на большей площади. Также возможно диспергировать наночастицы натрия в других растворителях, включая пентан и керосин, или даже смешать их с полимерами или поверхностно-активными веществами для достижения более высокой степени извлечения нефти.

Натрий также является легким элементом, что позволяет исследователям создавать наночастицы натрия в силиконовом масле с помощью кухонного блендера.

Хотя в работе основное внимание уделяется использованию наножидкости для повышения извлечения тяжелой нефти, Рен сказал, что ее также можно использовать в производстве легкой нефти, а также для более общих бытовых целей, таких как очистка труб, забитых жиром, пишет phys.org.