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廉价、无毒STCESD-007的纳米流体可能会改变石油开采的游戏规则

化学 2022-03-14 00:02:10

休斯顿大学的珍妮·凯文 信用:Unsplash/CC0公共领域 休斯顿大学的研究人员已经证明,一种廉价无毒的纳米流体可以有效地从储层中回收高粘度的重油

这种纳米流体是在普通家用搅拌机中使用市售钠制成的,在实验室测试中可回收80%的超稠油,室温下粘度超过400,000厘泊

德州超导中心主任任志峰(音译)是一篇描述这项工作的论文的作者,他说,该领域的回收率预计低于实验室显示的80%;少多少取决于油田条件

这项发表在《今日材料物理》上的研究表明,纳米技术的应用取得了突破,为生产石油提供了经济高效且环境可持续的方法

研究人员指出,所谓的重油——石油分子结构的结果——占全球石油储量的70%,这表明在清洁能源得到充分开发之前,需要重油来满足日益增长的能源需求

目前涉及使用蒸汽的提取技术既昂贵又对环境有害

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安德森大学物理学讲座教授说,纳米流体通过至少三种机制从储层中回收石油: 当钠纳米粒子与储层中的水接触时,产生的化学反应会产生热量,其工作原理与蒸汽驱油和其他基于热量的技术非常相似,可以将石油从储层中推出,而不需要外部热源——以及产生温室气体的热源

纳米流体还引发了一个反应,产生氢氧化钠,一种通常用于油田碱性驱油的化学物质

氢氧化钠可以在油中引发运动,引发降低粘度的反应

第三个反应产生氢气,可用于气驱,这是另一种常见的采油技术

钠纳米材料在反应后消散,消除了对环境破坏的担忧

任说,最佳浓度将根据不同的油藏条件而有所不同。他指出,增加纳米材料的浓度并不一定会提高石油采收率

他和合著者罗丹一起工作,后者是德克萨斯超导中心的博士后研究员

他们写道:“基于这些优势,我们预计钠纳米流体可能成为一种改变游戏规则的技术,用于回收任何粘度的石油,同时也是利用纳米技术解决石油工业中石油回收问题的一个里程碑。”

钠与水有很强的反应性,这表明它可能有助于提高石油采收率,但这也使制备变得复杂——过早地将其暴露在水中意味着它不会带来预期的好处

研究人员通过在硅油中制备钠纳米粒子来解决这个问题,使钠在与储层中的水接触之前分散在整个储层中,从而在更大的面积上引发更小的化学反应

也可以将钠纳米颗粒分散在其他溶剂中,包括戊烷和煤油,或者甚至将它们与聚合物或表面活性剂混合,以获得更高的油采收率

钠也是一种轻元素,允许研究人员使用厨房搅拌器在硅油中生成钠纳米粒子

尽管这篇论文的重点是利用纳米流体提高重油的采收率,但任说,纳米流体也可以用于轻油的生产,以及更一般的家庭用途,比如清理被油脂堵塞的管道

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