Onderzoekers van de Universiteit van Houston hebben aangetoond dat een goedkope en niet-toxische nanovloeistof kan worden gebruikt om zelfs zware olie met een hoge viscositeit uit reservoirs efficiënt te winnen.

De nanovloeistof, gemaakt in een gewone huishoudelijke blender met in de handel verkrijgbaar natrium, toegestaan ​​voor terugwinning in laboratoriumtests van 80% extra zware olie met een viscositeit van meer dan 400, 000 centipoise bij kamertemperatuur. Zhifeng Ren, directeur van het Texas Center for Superconductivity aan de UH en corresponderende auteur voor een paper waarin het werk wordt beschreven, genoemd herstel in het veld zal naar verwachting minder zijn dan de 80% die in het laboratorium wordt getoond; hoeveel minder zal afhangen van de omstandigheden in het olieveld.

Het werk, gepubliceerd in Materialen Vandaag Natuurkunde , suggereert een doorbraak in het gebruik van nanotechnologie om kosteneffectieve en ecologisch duurzame manieren te bieden om olie te produceren.

De onderzoekers merken op dat de zogenaamde zware olie - het resultaat van de moleculaire structuur van de olie - 70% van de wereldwijde oliereserves uitmaakt, wat suggereert dat het nodig zal zijn om aan de toenemende energievraag te voldoen totdat schone energiebronnen volledig zijn ontwikkeld. De huidige extractietechnologieën waarbij stoom wordt gebruikt, zijn duur en schadelijk voor het milieu.

Ren, die ook M.D. Anderson Chair Professor of Physics is aan de UH, zei dat de nanovloeistof werkt om olie uit het reservoir te winnen via ten minste drie mechanismen:

• Een chemische reactie die ontstaat wanneer de natriumnanodeeltjes in contact komen met water in het reservoir genereert warmte, werkt net als stoomoverstroming en andere op warmte gebaseerde technieken om olie uit het reservoir te duwen, zonder de noodzaak van een externe – en broeikasgasproducerende – warmtebron.
• De nanovloeistof veroorzaakt ook een reactie waarbij natriumhydroxide wordt geproduceerd, een chemische stof die vaak wordt gebruikt voor alkalische overstromingen in olievelden. Natriumhydroxide kan beweging in de olie aanwakkeren en een reactie veroorzaken die de viscositeit verlaagt.
• Een derde reactie produceert waterstofgas, die kan worden gebruikt voor gasoverstromingen, een andere veelgebruikte techniek voor het terugwinnen van olie.

De natrium nanomaterialen verdwijnen na de reactie, zorgen over milieuschade weg te nemen. Optimale concentraties zullen variëren op basis van individuele reservoiromstandigheden, Ren zei, opmerkend dat het verhogen van de concentratie van het nanomateriaal niet noodzakelijkerwijs leidde tot een hogere oliewinning.

Hij werkte samen met co-auteur Dan Luo, een postdoctoraal onderzoeker aan het Texas Center for Superconductivity. "Op basis van deze voordelen we verwachten dat de natriumnanovloeistof een baanbrekende technologie kan worden voor het terugwinnen van olie van elke viscositeit, evenals een mijlpaal in het gebruik van nanotechnologie om oliewinningsproblemen in de aardolie-industrie op te lossen, " Zij schreven.

Natrium is zeer reactief met water, wat suggereert dat het nuttig zou kunnen zijn bij het verbeteren van de oliewinning, maar dat bemoeilijkte ook de voorbereiding - te snel blootstellen aan water betekende dat het niet de beoogde voordelen zou opleveren. De onderzoekers hebben dat aangepakt door de natriumnanodeeltjes in een siliconenolie te bereiden, waardoor het natrium zich door het reservoir kan verspreiden voordat het in contact komt met water in het reservoir, het veroorzaken van kleinere chemische reacties over een groter gebied. Het is ook mogelijk om de natriumnanodeeltjes in andere oplosmiddelen te dispergeren, inclusief pentaan en kerosine, of zelfs om ze te mengen met polymeren of oppervlakteactieve stoffen om een ​​hogere olieterugwinningssnelheid te bereiken.

Natrium is ook een licht element, waardoor de onderzoekers natriumnanodeeltjes in de siliconenolie konden maken, met behulp van een keukenmixer.

Hoewel het artikel zich richt op het gebruik van nanovloeistof om het herstel van zware olie te verbeteren, Ren zei dat het ook kan worden gebruikt bij de productie van lichte olie, evenals voor meer algemeen huishoudelijk gebruik, zoals het opruimen van een met vet verstopte leiding.