Des chercheurs de l'Université de Houston ont démontré qu'un nanofluide peu coûteux et non toxique peut être utilisé pour récupérer efficacement même le pétrole lourd à haute viscosité des réservoirs.

Le nanofluide, fabriqué dans un mélangeur domestique courant en utilisant du sodium disponible dans le commerce, permis de récupérer dans des tests de laboratoire 80 % d'huile extra-lourde de viscosité supérieure à 400, 000 centipoises à température ambiante. Zhifeng Ren, directeur du Texas Center for Superconductivity à UH et auteur correspondant pour un article décrivant le travail, ladite récupération sur le terrain devrait être inférieure aux 80 % indiqués en laboratoire ; combien moins dépendra des conditions du champ pétrolifère.

L'oeuvre, Publié dans Matériaux Aujourd'hui Physique , suggère une percée dans l'utilisation de la nanotechnologie pour fournir des moyens rentables et respectueux de l'environnement de produire du pétrole.

Les chercheurs notent que le pétrole dit lourd - le résultat de la structure moléculaire du pétrole - représente 70 % des réserves mondiales de pétrole, suggérant qu'il sera nécessaire pour répondre à la demande croissante d'énergie jusqu'à ce que les sources d'énergie propre soient pleinement développées. Les technologies d'extraction actuelles qui impliquent l'utilisation de la vapeur sont coûteuses et dommageables pour l'environnement.

Ren, qui est également professeur titulaire de la chaire M.D. Anderson de physique à l'UH, a déclaré que le nanofluide fonctionne pour récupérer le pétrole du réservoir par au moins trois mécanismes :

• Une réaction chimique produite lorsque les nanoparticules de sodium entrent en contact avec de l'eau dans le réservoir génère de la chaleur, fonctionnant un peu comme l'inondation à la vapeur et d'autres techniques basées sur la chaleur pour pousser l'huile du réservoir, sans avoir besoin d'une source de chaleur externe et productrice de gaz à effet de serre.
• Le nanofluide déclenche également une réaction produisant de l'hydroxyde de sodium, un produit chimique couramment utilisé pour les inondations alcalines dans les champs pétrolifères. L'hydroxyde de sodium peut provoquer un mouvement dans l'huile et déclencher une réaction qui réduit la viscosité.
• Une troisième réaction produit de l'hydrogène gazeux, qui peut être utilisé pour l'injection de gaz, une autre technique courante de récupération du pétrole.

Les nanomatériaux de sodium se dissipent après la réaction, éliminer les préoccupations concernant les dommages environnementaux. Les concentrations optimales varieront en fonction des conditions des réservoirs individuels, Ren a dit, notant que l'augmentation de la concentration du nanomatériau n'a pas nécessairement conduit à une récupération plus élevée du pétrole.

Il a travaillé avec le co-auteur Dan Luo, chercheur postdoctoral au Texas Center for Superconductivity. « Sur la base de ces avantages, nous prévoyons que le nanofluide de sodium pourrait devenir une technologie révolutionnaire pour la récupération de pétrole de toute viscosité, ainsi qu'une étape importante dans l'utilisation de la nanotechnologie pour résoudre les problèmes de récupération du pétrole dans l'industrie pétrolière, " ils ont écrit.

Le sodium est très réactif avec l'eau, suggérant qu'il pourrait être utile pour améliorer la récupération du pétrole, mais cela a également compliqué la préparation - l'exposer à l'eau trop tôt signifiait qu'il n'offrirait pas les avantages prévus. Les chercheurs se sont penchés sur le fait qu'en préparant les nanoparticules de sodium dans une huile de silicone, permettre au sodium de se disperser dans tout le réservoir avant qu'il n'entre en contact avec l'eau du réservoir, déclenchant des réactions chimiques plus petites sur une plus grande surface. Il est également possible de disperser les nanoparticules de sodium dans d'autres solvants, y compris le pentane et le kérosène, ou même de les mélanger avec des polymères ou des tensioactifs pour obtenir un taux de récupération d'huile plus élevé.

Le sodium est aussi un élément léger, permettant aux chercheurs de créer des nanoparticules de sodium au sein de l'huile de silicone, à l'aide d'un mixeur de cuisine.

Alors que le document se concentre sur l'utilisation du nanofluide pour améliorer la récupération du pétrole lourd, Ren a déclaré qu'il pourrait également être utilisé dans la production d'huile légère, ainsi que pour des usages domestiques plus généraux, comme le nettoyage d'un tuyau obstrué par la graisse.