Met hun huidige aanpak energiebedrijven kunnen in elke put ongeveer 35 procent van de olie winnen. Elke 1 procent daarboven, samengesteld over duizenden putten, kan miljarden dollars aan extra inkomsten voor de bedrijven en levering voor consumenten betekenen.

Extra olie kan uit bronnen worden geduwd door geforceerd water - vaak goedkoop zeewater - maar wetenschappers die experimenten in het laboratorium deden, ontdekten dat natrium in water het vermogen ervan om olie naar buiten te duwen belemmert, terwijl andere sporenelementen helpen. Wetenschappers experimenteren met verschillende combinaties van calcium, magnesium, sulfaten en andere additieven, of "bevochtigbaarheidsmodificatoren, " eerst in het laboratorium, met hetzelfde calciet als in de put aanwezig is. Het doel is om te bepalen welke leidt tot de meeste oliewinning uit het gesteente.

Vanderbilt University-fysicus Sokrates Pantelides en postdoctoraal fellow in de natuurkunde Jian Liu ontwikkelden gedetailleerde kwantummechanische simulaties op atomaire schaal die nauwkeurig de uitkomsten voorspellen van verschillende additieve combinaties in het water.

Ze ontdekten dat calcium, magnesium en sulfaten bezinken verder van het calcietoppervlak, het meer waternat maken door de effectieve lading op het oppervlak te wijzigen, olieterugwinning te verbeteren. Hun voorspellingen zijn ondersteund door experimenten die zijn uitgevoerd door hun medewerkers aan de Khalifa University in Abu Dhabi:Saeed Alhassan, universitair hoofddocent chemische technologie en directeur van het Gas Research Center, en zijn onderzoeksmedewerker, Omar Wan.

"Nutsvoorzieningen, wetenschappers in het lab zullen een procedure hebben waarmee ze intelligente beslissingen kunnen nemen over experimenten in plaats van gewoon verschillende dingen te proberen, " zei Pantelides, Universitair Distinguished Professor of Physics and Engineering, William A. &Nancy F. McMinn hoogleraar natuurkunde, en hoogleraar elektrotechniek. "De ontdekkingen vormen ook de basis voor toekomstig werk dat keuzes voor kandidaat-ionen kan optimaliseren."

De krant van het team, "Wijziging van de bevochtigbaarheid en verbeterde oliewinning veroorzaakt door proximale adsorptie van Na ⁺ , kl ^- , Ca ²⁺ , Mg ²⁺ , en dus ^2- ₄ ionen op calciet, " verschijnt vandaag in het journaal Fysieke beoordeling toegepast . Het bouwt voort op Pantelides' eerdere werk over bevochtigbaarheid, eerder dit jaar uitgebracht.

Zijn mede-onderzoekers in Abu Dhabi zeiden dat het werk een aanzienlijke impact zal hebben op de olie-industrie.

"We zijn verheugd om licht te werpen op het combineren van moleculaire simulaties en experimenten op het gebied van verbeterde oliewinning om meer concrete conclusies te kunnen trekken over het belangrijkste fenomeen dat het proces beheerst, "Alhassan zei. "Dit werk toont een klassieke benadering in materiaalkunde en implementeert het in de olie- en gasindustrie:de combinatie van modellering en experiment om inzicht en oplossingen te bieden voor onderliggende problemen."