No sentido horário a partir do canto superior esquerdo:um diagrama esquemático do sistema de calcita / salmoura / óleo, uma supercélula de simulação (esquema de cores:Ca-índigo, C-marrom, O-red, H-white) com íons em salmoura mostrados esquematicamente, e o ângulo de contato óleo-em-água assumindo um estado úmido misto inicial e diferença (em relação à calcita-água) na carga efetiva da superfície. Crédito:Sokrates Pantelides
Com sua abordagem atual, as empresas de energia podem extrair cerca de 35% do petróleo de cada poço. Cada 1 por cento acima disso, compostos por milhares de poços, pode significar bilhões de dólares em receitas adicionais para as empresas e suprimentos para os consumidores.
O óleo extra pode ser expulso dos poços por água forçada - muitas vezes água do mar barata - mas os cientistas fazendo experimentos em laboratório descobriram que o sódio na água impede sua capacidade de expulsar o petróleo, enquanto outros oligoelementos ajudam. Os cientistas experimentam várias combinações de cálcio, magnésio, sulfatos e outros aditivos, ou "modificadores de molhabilidade, "no laboratório primeiro, usando a mesma calcita que está presente no poço. O objetivo é determinar o que leva à maior recuperação de óleo da rocha.
O físico da Universidade de Vanderbilt Sokrates Pantelides e o pós-doutorado em física Jian Liu desenvolveram simulações mecânicas quânticas detalhadas na escala atômica que prevêem com precisão os resultados de várias combinações de aditivos na água.
Eles descobriram que o cálcio, magnésio e sulfatos depositam-se mais longe da superfície da calcita, tornando-o mais úmido, modificando a carga efetiva na superfície, melhorando a recuperação de óleo. Suas previsões foram apoiadas por experimentos realizados por seus colaboradores na Universidade Khalifa em Abu Dhabi:Saeed Alhassan, professor associado de engenharia química e diretor do Gas Research Center, e seu associado de pesquisa, Omar Wani.
"Agora, os cientistas do laboratório terão um procedimento pelo qual podem tomar decisões inteligentes sobre experimentos, em vez de apenas tentar coisas diferentes, "disse Pantelides, Distinto Professor Universitário de Física e Engenharia, William A. e Nancy F. McMinn Professor de Física, e professor de engenharia elétrica. "As descobertas também preparam o terreno para trabalhos futuros que podem otimizar as opções de íons candidatos."
O papel da equipe, "Alteração da molhabilidade e recuperação aprimorada de óleo induzida pela adsorção proximal de Na + , Cl - , Ca 2+ , Mg 2+ , e entao 2- 4 íons na calcita, "aparece hoje no jornal Revisão Física Aplicada . Baseia-se no trabalho anterior de Pantelides sobre molhabilidade, lançado no início deste ano.
Seus co-investigadores em Abu Dhabi disseram que o trabalho terá um impacto significativo na indústria do petróleo.
"Estamos entusiasmados em lançar luz sobre a combinação de simulações moleculares e experimentação no campo da recuperação aprimorada de petróleo para permitir conclusões mais concretas sobre o principal fenômeno que rege o processo, "Alhassan disse." Este trabalho apresenta uma abordagem clássica em ciência de materiais e a implementa na indústria de petróleo e gás:a combinação de modelagem e experimento para fornecer compreensão e soluções para problemas subjacentes. "
