La salamoia a bassa salinità iniettata nel petrolio greggio forma goccioline su scala nanometrica che aiutano a separare l'olio dalla roccia nei giacimenti, secondo gli ingegneri della Rice University. L'anello nero intorno alle goccioline, visto in un'immagine al microscopio elettronico criogenico, è asfaltenico. Credito:Wenhua Guo/Rice University
Ora ci sono prove che olio e acqua si mescolano. Una specie di.
Gli scienziati della Brown School of Engineering della Rice University mostrano che microscopiche goccioline di acqua salata emulsionano il petrolio greggio quando ognuna ha la giusta composizione. Capire come si combinano è importante per migliorare il recupero del petrolio.
L'ingegnere chimico e biologico del riso Sibani Lisa Biswal e i suoi colleghi hanno fatto di tutto per caratterizzare i tre elementi più importanti per il recupero del petrolio:roccia, acqua e il greggio stesso.
Hanno confermato che i pozzi sono più produttivi quando l'acqua con la giusta concentrazione di sale è accuratamente abbinata sia al petrolio che alla roccia, formazione di carbonati o arenarie. Se la salamoia a bassa salinità può creare goccioline di emulsione in un grezzo specifico, la salamoia sembra alterare anche la bagnabilità della roccia. La bagnabilità determina la facilità con cui la roccia rilascerà olio.
Il lavoro del team appare nella rivista Nature ad accesso libero Rapporti scientifici .
Il co-autore Jin Song ha affermato che i primi indizi sull'effetto dell'acqua di mare provenivano dai pozzi nel Mare del Nord. "Le compagnie petrolifere hanno scoperto che quando iniettavano acqua di mare, che ha una salinità relativamente bassa, il recupero dell'olio è stato sorprendentemente buono, " Egli ha detto.
Anche con quella comprensione, ha detto che la ricerca è stata limitata. "Di solito nell'industria petrolifera e del gas, quando stanno esaminando l'acqua a bassa salinità, tendono a concentrarsi sull'effetto della salamoia e ignorano l'effetto dell'olio, " disse Canzone, che ha conseguito il dottorato di ricerca alla Rice quest'anno ed è ora ricercatrice presso Shell.
La salamoia ad alta salinità mescolata con petrolio greggio non sembra emulsionare come fa la salamoia a bassa salinità, secondo gli ingegneri della Rice University che studiano il fenomeno. I loro risultati hanno implicazioni per un maggiore recupero del petrolio. Credito:Wenhua Guo/Rice University
"Quindi le persone non sono state in grado di trovare un buon indicatore o alcuna correlazione tra l'efficacia dell'acqua a bassa salinità e le condizioni sperimentali, " ha detto. "Il nostro lavoro è il primo ad identificare alcune delle proprietà dell'olio che indicano quanto possa essere efficace questa tecnica in un campo specifico.
Il team ha testato come viene dispersa la salamoia iniettata e come influisce sulla tensione interfacciale degli oli e sulle interazioni elettrostatiche con la roccia.
"Come caratterizzare accuratamente la bagnabilità è una sfida, " Biswal ha detto. "Spesso, assumiamo che le rocce del bacino idrico sotterraneo siano in uno stato misto-umido, con regioni bagnate di olio e regioni bagnate d'acqua.
"Se puoi modificare i tuoi siti bagnati dall'olio in siti bagnati dall'acqua, allora c'è meno forza motrice per trattenere l'olio sulla superficie minerale, " ha detto. "Nell'iniezione di acqua a bassa salinità, la salamoia è in grado di spostare l'olio intrappolato. Mentre cambi da bagnato d'olio a bagnato d'acqua, l'olio viene rilasciato dalla superficie minerale."
I ricercatori hanno testato due salamoie, uno ad alta salinità e uno con un quarto della salinità dell'acqua di mare, su anime in calcare dell'Indiana contro sei greggi del Golfo del Messico, Sud-est asiatico e Medio Oriente e un settimo olio con aggiunta di asfaltene. Hanno scoperto che la salamoia ad alta salinità ha chiaramente inibito l'emulsione delle goccioline d'acqua nel greggio, a differenza dei campioni a bassa salinità.
Per comprendere meglio la natura termodinamica dell'emulsione, Lo scienziato ricercatore del riso Wenhua Guo ha preso immagini al microscopio elettronico criogenico di circa 100 miscele di olio e acqua. Perché l'olio è opaco, i campioni dovevano essere posti in contenitori molto sottili, e poi congelati con azoto liquido per mantenerli stabili per l'imaging.
"Questa è la prima volta che qualcuno ha visto queste goccioline d'acqua all'interno del petrolio greggio, " Ha detto Biswal. "Si presentano spontaneamente all'interno del petrolio greggio quando lo si espone a una salamoia a bassa salinità".
Le immagini hanno rivelato goccioline di dimensioni variabili da 70 a poco più di 700 nanometri. Biswal ha affermato che i tensioattivi chimici, ovvero il sapone, sono anche utili per sciogliere l'olio in un serbatoio, ma sono proibitivi. "È possibile modificare la concentrazione di sale per modificare la composizione della salamoia e ottenere lo stesso effetto dell'inclusione del detersivo, " ha detto. "Quindi è fondamentalmente una tecnica a basso costo che cerca di raggiungere lo stesso obiettivo del detersivo".
