Enquanto os produtores de petróleo lutam para se adaptar aos preços mais baixos, tirar o máximo de óleo possível de cada poço tornou-se ainda mais importante, apesar das preocupações dos residentes próximos de que alguns produtos químicos usados ​​para aumentar a produção podem poluir os recursos hídricos subterrâneos.

Pesquisadores da Universidade de Houston relataram a descoberta de uma solução baseada em nanotecnologia que poderia resolver ambos os problemas - alcançando 15 por cento de recuperação terciária de petróleo a baixo custo, sem o grande volume de produtos químicos usados ​​na maioria dos fluidos comerciais.

A solução - nanofolhas anfifílicas Janus baseadas em grafeno - é eficaz em uma concentração de apenas 0,01 por cento, atender ou exceder o desempenho de ambos os fluidos convencionais e outros baseados em nanotecnologia, disse Zhifeng Ren, MD Anderson Chair professor de física. Nanopartículas de Janus têm pelo menos duas propriedades físicas, permitindo diferentes reações químicas na mesma partícula.

A baixa concentração e a alta eficiência em impulsionar a recuperação de óleo terciário tornam o nanofluido mais amigo do ambiente e menos caro do que as opções agora no mercado. disse Ren, que também é investigador principal do Texas Center for Superconductivity at UH. Ele é o autor principal de um artigo que descreve o trabalho, publicado em 27 de junho no Proceedings of the National Academy of Sciences .

"Nossos resultados fornecem um novo método de inundação de nanofluido para recuperação terciária de petróleo que é comparável aos métodos químicos sofisticados, "eles escreveram." Antecipamos que este trabalho trará inundações simples de nanofluidos em baixa concentração para o estágio de prática em campos petrolíferos, o que poderia resultar na recuperação do óleo de maneira mais ecológica e econômica. "

Além de Ren, pesquisadores envolvidos com o projeto incluem Ching-Wu "Paul" Chu, cientista-chefe do Texas Center for Superconductivity at UH; alunos de graduação Dan Luo e Yuan Liu; os pesquisadores Feng Wang e Feng Cao; Richard C. Willson, professor de engenharia química e biomolecular; e Jingyi Zhu, Xiaogang Li e Zhaozhong Yang, todos da Southwest Petroleum University em Chengdu, China.

O Departamento de Energia dos EUA estima que até 75 por cento das reservas recuperáveis ​​podem ser deixadas após os produtores capturarem hidrocarbonetos que sobem naturalmente à superfície ou são bombeados para fora mecanicamente, seguido por um processo de recuperação secundária usando injeção de água ou gás.

A recuperação "terciária" tradicional envolve a injeção de uma mistura química no poço e pode recuperar entre 10% e 20%, de acordo com os autores.

Mas o grande volume de produtos químicos usados ​​na recuperação terciária de petróleo levantou preocupações sobre possíveis danos ambientais.

"Obviamente, a inundação de nanofluido simples (contendo apenas nanopartículas) em baixa concentração (0,01% em peso ou menos) mostra o maior potencial do ponto de vista ambiental e econômico, "escreveram os pesquisadores.

Nanofluidos simples desenvolvidos anteriormente recuperam menos de 5 por cento do óleo quando usados ​​em uma concentração de 0,01 por cento, eles relataram. Isso deixa os produtores de petróleo forçados a escolher entre uma concentração mais alta de nanopartículas - aumentando o custo - ou a mistura com polímeros ou surfactantes.

Em contraste, eles descrevem a recuperação de 15,2 por cento do óleo usando seu novo e simples nanofluido nessa concentração - comparável aos métodos químicos e cerca de três vezes mais eficiente do que outros nanofluidos.

Dan Luo, um estudante de pós-graduação da UH e primeiro autor do artigo, dito quando o fluido à base de grafeno se encontra com a mistura de salmoura / óleo no reservatório, as nanofolhas no fluido vão espontaneamente para a interface, reduzindo a tensão interfacial e auxiliando o fluxo de óleo em direção ao poço de produção.

Ren disse que a solução funciona de uma maneira completamente nova.

“Quando é injetado, a solução ajuda a separar o óleo da superfície da rocha, "disse ele. Sob certas condições hidrodinâmicas, o fluido à base de grafeno forma uma forte película elástica e recuperável na interface de óleo e água, em vez de formar uma emulsão, ele disse.

Os pesquisadores disseram que a diferença se deve à propriedade assimétrica do material bidimensional. As nanopartículas são geralmente hidrofóbicas - repelentes de água, como óleo - ou hidrofílico, como água, disse Feng Wang, um pesquisador de pós-doutorado que compartilhou as primeiras funções de autor com Luo.

"O nosso é ambos, "ele disse." O nosso é Janus e também estritamente anfifílico. "