休斯敦大學的研究人員證明,廉價且無毒的納米流體可用於從儲層中有效地回收甚至高粘度的重油。
這種納米流體是在普通的家用攪拌機中使用市售的鈉製成的,可以在實驗室測試中回收80%的超重油,室溫下粘度超過40萬釐泊,據科研人員預計,該領域的回收率將低於實驗室顯示的80%,減少多少取決於油田條件。
這項發表在《今日材料物理》上的工作表明,在使用納米技術以提供具有成本效益且對環境可持續的方式生產石油方面取得了突破。
研究人員指出,所謂的重油是石油分子結構的結果,佔全球石油儲量的70%,這表明在完全開發清潔能源之前,需要它來滿足不斷增長的能源需求,當前涉及使用蒸汽的提取技術昂貴且對環境有害。
納米流體通過至少三種機制從油藏中採油:
· 鈉納米粒子與儲層中的水接觸時發生的化學反應會產生熱量,就像蒸汽驅和其他基於熱的技術一樣,可以將油從儲層中推出,而無需外部產生溫室氣體。
· 納米流體還會引發反應,產生氫氧化鈉,氫氧化鈉是油田鹼性驅油中常用的化學物質。氫氧化鈉會引起油中的運動並引發降低粘度的反應。
· 第三個反應產生氫氣,該氫氣可用於驅氣,這是另一種常見的採油技術。
鈉納米材料在反應後消散,消除了對環境破壞的擔憂,最佳濃度將因儲層條件而異,並指出增加納米材料的濃度並不一定會導致更高的採油率。
基於這些優點,我們預計納米流體鈉將成為改變任何粘度的石油的革命性技術,同時也是使用納米技術解決石油工業中石油回收問題的裡程碑。
鈉與水具有很高的反應性,表明它可能對提高採油率有用,但也使製備過程複雜化,太早將其暴露於水中意味著它無法發揮設計優勢,研究人員指出,通過在矽油中製備鈉納米顆粒,可以使鈉在與儲層中的水接觸之前在整個儲層中分散,從而在較大面積上引發較小的化學反應,也可以將鈉納米顆粒分散在其他溶劑中,包括戊烷和煤油,或者甚至將它們與聚合物或表面活性劑混合以獲得更高的採油率,
鈉也是一種輕元素,允許研究人員使用廚房攪拌器在矽油中產生鈉納米顆粒。
儘管本文著重於使用納米流體來提高重油的回收率,它還可以用於輕油的生產以及更一般的家庭用途,例如清除油脂堵塞的管道。