L'esperto di petrolio Tadeusz Patzek mira a garantire che il recupero efficiente di petrolio e gas rimanga fattibile mentre gli scienziati trovano fonti alternative di energia verde.

I giorni della facile estrazione del petrolio stanno diminuendo in tutto il mondo, portando un imperativo per modi attenti e inventivi per utilizzare le rimanenti risorse di combustibili fossili della Terra. Tadeusz Patzek di KAUST è uno dei maggiori esperti nei processi di recupero del petrolio onshore e offshore. Si impegna a mantenere la produzione di petrolio e gas a livelli sostenibili per offrire a scienziati e ingegneri l'opportunità di trovare combustibili sostitutivi per il futuro.

"In sintesi, la chiave della mia ricerca è come mantenere il recupero di petrolio e gas più a lungo, " dice Patzek. "Un clima che cambia significa che non c'è dubbio che l'industria del petrolio e del gas dovrà cambiare drasticamente. Petrolio e gas sono risorse inestimabili che dobbiamo usare saggiamente e non bruciare senza pensare. La gestione del campo a lungo termine per massimizzare il recupero finale è ora una questione chiave e la riduzione dei costi di produzione è un altro".

Patzek è arrivato a KAUST all'inizio del 2015 dagli Stati Uniti, dove aveva lavorato per molti anni alla Shell Development, l'Università della California a Berkeley, e l'Università del Texas. Oltre ad essere un membro chiave della facoltà, Patzek è direttore del nuovo Centro di ricerca sull'ingegneria petrolifera Ali I. Al-Naimi (ANPERC) presso KAUST, che ha fondato e costruito negli ultimi due anni.

"Il focus di ANPERC è sull'uso sapiente dell'energia da idrocarburi, lavorare su modalità di estrazione delle rimanenti riserve di gas naturale e petrolio con il minor impatto ambientale possibile, " afferma Patzek. "Uno degli obiettivi principali è produrre ricerche interdisciplinari sul flusso dei fluidi in formazioni geologiche complesse. Il futuro dei combustibili idrocarburici si basa su meccanismi di flusso efficaci, usando l'acqua, calore e prodotti chimici per garantire un recupero efficiente e sicuro."

Negli anni '80, entro poche settimane dall'inizio come ricercatore presso Shell Development, Patzek ha inventato una descrizione radicalmente nuova del flusso di schiuma nella roccia porosa. Le intuizioni della sua ricerca hanno contribuito a rivoluzionare il recupero della schiuma, un processo mediante il quale la schiuma ad alta pressione viene pompata in giacimenti di petrolio difficili da raggiungere e rocce porose che contengono goccioline di petrolio o di gas per rilasciare riserve che altrimenti sarebbero impossibili da recuperare.

Patzek è stato l'architetto di molte scoperte nel campo delle inondazioni, processi di recupero di petrolio e gas naturale a base di schiuma e vapore. In qualità di ingegnere di processi chimici e fisico applicato, ha utilizzato la modellazione computazionale per visualizzare i metodi di estrazione ottimali per giacimenti complessi.

Il successo dell'inondazione (usando l'acqua per spostare il petrolio dai pori nelle rocce) dipende dalla geologia localizzata di un sito, il pH e la salinità dell'acqua di estrazione, e l'acqua già presente all'interno della roccia tenendo conto della composizione chimica della roccia stessa. In un documento del 2017, Patzek e il suo team hanno utilizzato modelli per dimostrare la complessità dell'utilizzo di allagamenti a bassa salinità nella calcite, un minerale di carbonato spesso presente nel calcare1. I giacimenti a base di carbonato rimangono difficili da estrarre, anche perché l'acqua acida può dissolvere rapidamente la calcite.

Negli ultimi cinque anni, Patzek ha prestato la sua esperienza al controverso processo di fratturazione idraulica, o fracking; l'estrazione di gas naturale dalla roccia di scisto mediante frantumazione, o frattura, gli strati rocciosi utilizzando fluidi ad alta pressione per rilasciare il gas intrappolato all'interno. Il recente lavoro di Patzek che modella i potenziali rendimenti dei siti di fracking negli Stati Uniti suggerisce che le previsioni di un "inondazione" di gas naturale derivante da queste formazioni di scisto potrebbero essere sopravvalutate.

Nell'ottobre 2017, alla conferenza e mostra tecnica annuale a San Antonio, Texas, Il team di Patzek ha presentato la loro ricerca attuale, compreso un documento che delinea un romanzo, semplice modello basato sulla fisica in grado di prevedere la produzione dai pozzi di petrolio di scisto2. Il loro modello utilizza parametri della fisica del recupero del petrolio e delle geometrie dei pozzi idrofratturati e sembra essere più accurato e robusto di altri metodi di previsione.

Questi sono il tipo di metodi di recupero del petrolio che gli scienziati sperano possano colmare il divario mentre troviamo combustibili alternativi per il futuro. Però, come ci ricorda Patzek, l'obiettivo deve essere quello di rivoluzionare il modo in cui percepiamo il petrolio e il gas naturale e garantire che queste nuove metodologie di recupero non ci rendano compiacenti.