In senso orario da sinistra in alto:un diagramma schematico del sistema calcite/salamoia/olio, una supercella di simulazione (schema di colori:Ca-indaco, C-marrone, O-rosso, H-bianco) con ioni in salamoia mostrati schematicamente, e l'angolo di contatto olio-acqua assumendo uno stato misto-umido iniziale e una differenza (rispetto alla calcite-acqua) nella carica effettiva della superficie. Credito:Sokrates Pantelides
Con il loro approccio attuale, le compagnie energetiche possono estrarre circa il 35 percento del petrolio in ciascun pozzo. Ogni 1 percento in più, composto da migliaia di pozzi, può significare miliardi di dollari di entrate aggiuntive per le aziende e fornitura per i consumatori.
Il petrolio in eccesso può essere espulso dai pozzi dall'acqua forzata - spesso acqua di mare poco costosa - ma gli scienziati che fanno esperimenti in laboratorio hanno scoperto che il sodio nell'acqua impedisce la sua capacità di espellere il petrolio, mentre altri oligoelementi aiutano. Gli scienziati sperimentano varie combinazioni di calcio, magnesio, solfati e altri additivi, o "modificatori di bagnabilità, " prima in laboratorio, utilizzando la stessa calcite presente nel pozzo. L'obiettivo è determinare quale porta al maggior recupero di petrolio dalla roccia.
Il fisico della Vanderbilt University Sokrates Pantelides e il borsista postdottorato in fisica Jian Liu hanno sviluppato dettagliate simulazioni di meccanica quantistica su scala atomica che prevedono con precisione i risultati di varie combinazioni di additivi nell'acqua.
Hanno scoperto che il calcio, magnesio e solfati si depositano più lontano dalla superficie della calcite, rendendolo più imbevuto d'acqua modificando la carica effettiva in superficie, migliorare il recupero dell'olio. Le loro previsioni sono state supportate da esperimenti condotti dai loro collaboratori alla Khalifa University di Abu Dhabi:Saeed Alhassan, professore associato di ingegneria chimica e direttore del Gas Research Center, e il suo collaboratore di ricerca, Omar Wani.
"Ora, gli scienziati in laboratorio avranno una procedura con cui possono prendere decisioni intelligenti sugli esperimenti invece di provare cose diverse, " disse Pantelide, Professore Emerito Universitario di Fisica e Ingegneria, William A. e Nancy F. McMinn Professore di fisica, e professore di ingegneria elettrica. "Le scoperte hanno anche posto le basi per lavori futuri che possono ottimizzare le scelte per gli ioni candidati".
La carta della squadra, "Alterazioni della bagnabilità e miglioramento del recupero dell'olio indotto dall'adsorbimento prossimale di Na + , Cl - , Circa 2+ , Mg 2+ , e così 2- 4 ioni su calcite, " appare oggi sul giornale Revisione fisica applicata . Si basa sul precedente lavoro di Pantelides sulla bagnabilità, rilasciato all'inizio di quest'anno.
I suoi co-investigatori ad Abu Dhabi hanno affermato che il lavoro avrà un impatto significativo sull'industria petrolifera.
"Siamo entusiasti di far luce sulla combinazione di simulazioni molecolari e sperimentazione nel campo del recupero avanzato del petrolio per consentire conclusioni più concrete sul fenomeno principale che regola il processo, " Ha detto Alhassan. "Questo lavoro mette in mostra un approccio classico nella scienza dei materiali e lo implementa nell'industria petrolifera e del gas:la combinazione di modellazione e sperimentazione per fornire comprensione e soluzioni ai problemi sottostanti".
