A medida que los productores de petróleo luchan por adaptarse a precios más bajos, obtener la mayor cantidad de petróleo posible de cada pozo se ha vuelto aún más importante, a pesar de las preocupaciones de los residentes cercanos de que algunos productos químicos utilizados para aumentar la producción pueden contaminar los recursos hídricos subterráneos.
Investigadores de la Universidad de Houston han informado sobre el descubrimiento de una solución basada en nanotecnología que podría abordar ambos problemas: lograr una recuperación de petróleo terciario del 15 por ciento a bajo costo, sin el gran volumen de productos químicos utilizados en la mayoría de los fluidos comerciales.
La solución, las nanohojas anfifílicas Janus a base de grafeno, es efectiva a una concentración de solo 0.01 por ciento, cumpliendo o superando el rendimiento de los fluidos tanto convencionales como otros basados en nanotecnología, dijo Zhifeng Ren, profesor de física de la cátedra MD Anderson.Las nanopartículas de Janus tienen al menos dos propiedades físicas, lo que permite diferentes reacciones químicas en la misma partícula.
La baja concentración y la alta eficiencia para impulsar la recuperación de petróleo terciario hacen que el nanofluido sea más ecológico y menos costoso que las opciones disponibles actualmente en el mercado, dijo Ren, quien también es investigador principal en el Centro de Superconductividad de Texas en UH.es el autor principal de un artículo que describe el trabajo, publicado el 27 de junio en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
"Nuestros resultados proporcionan un método novedoso de inundación de nanofluidos para la recuperación terciaria de petróleo que es comparable a los sofisticados métodos químicos", escribieron. "Anticipamos que este trabajo traerá inundaciones de nanofluidos simples a baja concentración a la etapa de la práctica de campos petroleros, quepodría resultar en la recuperación de petróleo de una manera más ecológica y rentable "
Además de Ren, los investigadores involucrados en el proyecto incluyen a Ching-Wu "Paul" Chu, científico jefe del Centro de Superconductividad de Texas en UH; estudiantes graduados Dan Luo y Yuan Liu; investigadores Feng Wang y Feng Cao; Richard C.Willson, profesor de ingeniería química y biomolecular, y Jingyi Zhu, Xiaogang Li y Zhaozhong Yang, todos de la Southwest Petroleum University en Chengdu, China.
El Departamento de Energía de los EE. UU. Estima que hasta el 75 por ciento de las reservas recuperables pueden quedar después de que los productores capturen los hidrocarburos que se elevan naturalmente a la superficie o se bombean mecánicamente, seguido de un proceso de recuperación secundario mediante inyección de agua o gas.
La recuperación "terciaria" tradicional consiste en inyectar una mezcla química en el pozo y puede recuperar entre 10 y 20 por ciento, según los autores.
Pero el gran volumen de productos químicos utilizados en la recuperación de petróleo terciario ha suscitado preocupación por el posible daño ambiental.
"Obviamente, una inundación simple de nanofluidos que contiene solo nanopartículas a baja concentración 0.01% en peso o menos muestra el mayor potencial desde la perspectiva ambiental y económica", escribieron los investigadores.
Informaron que los nanofluidos simples previamente desarrollados recuperan menos del 5 por ciento del petróleo cuando se usan a una concentración de 0.01 por ciento, informaron. Eso deja a los productores de petróleo obligados a elegir entre una concentración más alta de nanopartículas, lo que aumenta el costo, o se mezcla con polímeros otensioactivos
En contraste, describen la recuperación del 15,2 por ciento del petróleo utilizando su nuevo y simple nanofluido a esa concentración, comparable a los métodos químicos y aproximadamente tres veces más eficiente que otros nanofluidos.
Dan Luo, un estudiante graduado de la UH y primer autor del artículo, dijo que cuando el líquido a base de grafeno se encuentra con la mezcla de salmuera / aceite en el depósito, las nanohojas en el líquido van espontáneamente a la interfaz, reduciendo la tensión interfacial y ayudandoel flujo de petróleo hacia el pozo de producción.
Ren dijo que la solución funciona de una manera completamente nueva.
"Cuando se inyecta, la solución ayuda a separar el petróleo de la superficie de la roca", dijo. Bajo ciertas condiciones hidrodinámicas, el fluido a base de grafeno forma una fuerte película elástica y recuperable en la interfaz de aceite y agua, en lugar de formarseuna emulsión, dijo.
Los investigadores dijeron que la diferencia se debe a la propiedad asimétrica del material bidimensional. Las nanopartículas generalmente son hidrofóbicas, repelentes al agua, como el aceite, o hidrófilas, similares al agua, dijo Feng Wang, un investigador postdoctoral.quien compartió los primeros deberes de autor con Luo.
"El nuestro es ambos", dijo. "El nuestro es Janus y también estrictamente anfifílico".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Houston . Original escrito por Jeannie Kever. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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