Исследователи из Университета Хьюстона сообщили об открытии основанного на нанотехнологиях решения, которое могло решить обе проблемы – достижение 15-процентного третичного нефтяного восстановления по низкой цене без большого объема химикатов, используемых в большинстве коммерческих жидкостей.Решение – основанный на графене Янус, которого амфифильные нанолисты – эффективные при концентрации всего 0,01 процентов, встречая или превышая исполнение и обычных и других основанных на нанотехнологиях жидкостей, сказал Чжифэн Жэня, МД Андерсона преподаватель Chair физики.
У наночастиц Януса есть по крайней мере два физических свойства, позволяя различные химические реакции на той же самой частице.Низкая концентрация и высокая эффективность в повышении третичного нефтяного восстановления делают наножидкость и более безвредной для окружающей среды и менее дорогой, чем варианты теперь на рынке, сказал Жэнь, который также является научным руководителем в Центре Техаса Сверхпроводимости в ММ. Он – ведущий автор на бумаге, описывающей работу, изданную 27 июня на Слушаниях Национальной академии наук.
«Наши результаты предоставляют новый наножидкий метод затопления для третичного нефтяного восстановления, которое сопоставимо со сложными химическими методами», написали они. «Мы ожидаем, что эта работа принесет простое наножидкое наводнение при низкой концентрации к стадии практики месторождения нефти, которая могла привести к нефти, восстанавливаемой более безвредным для окружающей среды и рентабельным способом».В дополнение к Жэню среди исследователей, связанных с проектом, Чинг-Ву «Пол» Чу, руководитель исследовательских работ в Центре Техаса Сверхпроводимости в ММ; аспиранты Дэн Ло и Юань Лю; исследователи Фэн Ван и Фэн Цао; Ричард К. Виллсон, преподаватель химической и биомолекулярной разработки; и Цзини Чжу, Ксиэогэнг Ли и Чжаочжун Ян, весь Юго-западный Нефтяной Университет в Чэнду, Китай.Американское Министерство энергетики оценивает, что целых 75 процентов восстанавливаемых запасов можно оставить после того, как производители захватывают углеводороды, которые естественно повышаются до поверхности или качаются механически, сопровождаются вторичным процессом восстановления, используя водную или газовую инъекцию.
Традиционное «третичное» восстановление включает впрыскивание химического соединения в хорошо и может прийти в себя между 10 процентами и 20 процентами, по словам авторов.Но большой объем химикатов, используемых в третичном нефтяном восстановлении, поставил вопросы о потенциальном вреде окружающей среде.
«Очевидно простое наводнение наножидкости (содержащий только наночастицы) при низкой концентрации (0,01% веса или меньше) показывает самый большой потенциал с экологической и экономической точки зрения», написали исследователи.Ранее развитые простые наножидкости возвращают меньше чем 5 процентов нефти, когда используется при концентрации на 0,01 процента, сообщили они. Это оставляет поставщиков нефти вынужденными выбрать между более высокой концентрацией наночастицы – добавляющий к стоимости – или смешивающийся с полимерами или сурфактантами.
Напротив, они описывают восстановление 15,2 процентов нефти, используя их новую и простую наножидкость при той концентрации – сопоставимый с химическими методами и приблизительно в три раза более эффективный, чем другие наножидкости.Дэн Ло, ММ аспирант и первый автор на бумаге, сказал, когда основанная на графене жидкость встречается со смесью морской воды/нефти в водохранилище, нанолисты в жидкости спонтанно идут в интерфейс, снижая поверхностную напряженность и помогая нефтяному потоку к эксплуатационной скважине.Жэнь сказал работы решения абсолютно новым способом.«Когда это введено, решение помогает отделить нефть от поверхности породы», сказал он.
При определенных гидродинамических условиях основанная на графене жидкость формирует сильный упругий и восстанавливаемый фильм в нефтяном и водном интерфейсе, вместо того, чтобы формировать эмульсию, сказал он.Исследователи сказали, что различие происходит из-за асимметричной собственности 2-мерного материала.
Наночастицы обычно или гидрофобные – отпор воды, как нефть – или мягкая контактная линза, подобные воде, сказал Фэн Ван, постдокторский исследователь, который разделил первые обязанности автора с Ло.«Наш – оба», сказал он. «Наш – Янус и также строго амфифильный».