نوآوری نانو در صنعت نفت ازدیاد برداشت نفت با کنترل هوشمند ماسه
آتی جو: محققان ایرانی با تاکید بر دانش بومی و توانمندیهای فناوری نانو موفق به طراحی هیدروژل های نانوکامپوزیتی هوشمندی شده اند که می تواند یکی از چالش های جدی صنعت نفت را کنترل کند.
به گزارش آتی جو به نقل از ستاد نانو، این موفقیت با هدف افزایش راندمان، کاهش هزینه های ناشی از فرسایش خطوط لوله و مسدود شدن چاه ها، و نیز کاهش لطمه های محیط زیستی توسعه یافته است. هیدروژل نانویی ایرانی به سبب ساختار پیشرفته و رفتار هوشمند خود، می تواند همزمان از تولید ماسه جلوگیری کرده، میزان آب همراه نفت را کم کند و در عین حال نرخ برداشت نفت را افزایش دهد.
تیمی از محققان پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران با همکاری محققان شرکت بسپارش یکتا نوآور ایرانیان موفق به طراحی و توسعه هیدروژل های نانوکامپوزیتی هوشمند شده اند که با قابلیت کنترل و کاهش تولید ماسه از مخازن نفتی، می تواند نقش قابل ملاحظه ای در افزایش راندمان و کاهش هزینه های صنعت نفت ایفا کند. این موفقیت با هدف ارتقاء فناوری ازدیاد برداشت و نگاهی اقتصادی محیط زیستی، می تواند به یکی از ابزارهای راهبردی کشور در حفظ منابع ملی و تثبیت جایگاه ایران در بازار جهانی نفت بدل شود.
تولید نفت همواره با چالش های گوناگونی همراه بوده است که یکی از مهم ترین آنها، پدیده تولید ماسه از مخازن است. تولید ماسه در واقع به ورود ذرات جامد و ریزدانه های ماسه ای به جریان سیال مخزن اطلاق می شود که همراه با نفت استخراج می شوند. این پدیده سالانه میلیونها دلار هزینه به صنعت نفت تحمیل می کند و نتایج مخربی همچون فرسایش خطوط لوله و تجهیزات، افزایش هزینه های جداسازی، کاهش نرخ تولید، مسدود شدن چاه ها و لطمه های محیط زیستی به همراه دارد. از همین رو، کنترل ماسه به عنوان یکی از چالش های اساسی در بهره برداری از مخازن نفتی مطرح است.
در این میان، یک تیم پژوهشی متشکل از دکتر مهسا باغبان صالحی از پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران و اعضاء تیم «بسپارش یکتا نوآور ایرانیان» شامل فرزین سقندلی، علی اصغر نوزعیم و حسین پهلوانی، با طراحی یک هیدروژل نانوکامپوزیتی نوآورانه توانسته اند راهکاری مؤثر و پایدار برای این مشکل عرضه کنند. این محصول با تاکید بر فناوری نانو و پلیمر، نه تنها کنترل تولید ماسه را ممکن می سازد، بلکه در کاهش تولید آب و افزایش برداشت نفت نیز کارآمدی دارد.
ضرورت توسعه روش های نوین
ضرورت استفاده از تکنولوژی های جدید برای ازدیاد برداشت نفت، بیشتر از هر زمان دیگری احساس می شود. افزایش نیاز داخلی، حفظ منابع ملی، و رقابت در بازار جهانی، ایجاب می کند که روش هایی اقتصادی، ایمن و سازگار با محیط زیست به کار گرفته شوند. در حالیکه روش های مرسوم کنترل ماسه در خیلی از موارد نیازمند صرف هزینه های گزاف و عملیات پیچیده هستند، استفاده از نانوکامپوزیت های پلیمری می تواند راهکاری کارآمد و مقرون بصرفه محسوب شود.
راه حل خلاقانه با نانو
نوآوری اصلی این تیم پژوهشی در استفاده از هیدروژل های نانوکامپوزیتی هوشمند نهفته است. این هیدروژل ها قابلیت رفتار دوگانه در مقابل نفت و آب دارند. در محیط آبی متورم شده و حجم آنها افزایش خواهد یافت، در حالیکه در محیط نفتی گرفتار کاهش حجم می شوند. این رفتار هوشمند موجب می شود تا محصول همزمان بتواند میزان آب تولیدی را کم کند و جریان نفت را بهبود بخشد.
ویژگی مهم دیگر این نانوکامپوزیت ها، توانایی تغییر پتانسیل زتا در ذرات ماسه و افزایش استقامت سازند است. به بیانی دیگر، این ماده موجب چسبندگی ماسه ها به یکدیگر شده و از حرکت آزادانه آنها در جریان سیال مخزن جلوگیری می کند، بدون این که صدمه ای به سازند وارد کند.
مشخصات محصول
این نانوکامپوزیت هیدروژلی از ساختار سه بعدی و مقاومی برخوردارست که حضور نانوذرات در آن سبب افزایش پایداری حرارتی و استقامت مکانیکی می شود. چنین خاصیت هایی برای شرایط سخت و پرچالش مخازن نفتی بسیار حیاتی می باشد. افزون بر این، محصول از نظر مصرف بهینه، گرانروی قابل قبول برای تزریق، نفوذپذیری در عمق مخزن، و چسبندگی به سطح ماسه ها، عملکردی بی نظیر دارد.
به این ترتیب، محصول علاوه بر پیشگیری از حرکت ماسه و کاهش تولید آب، هیچ گونه تخریب یا لطمه به سازند وارد نمی کند و می تواند جایگزین مناسبی برای روش های پرهزینه و گاه مخرب فعلی باشد.
مصرف کنندگان اصلی این فناوری، حوزه های عملیاتی شرکت ملی نفت ایران بخصوص مخازن ماسه سنگی، و همینطور شرکتهای خصوصی بهره بردار نفت خواهند بود. این محصول می تواند در مقیاس وسیع به کار گرفته شود و با عنایت به امکان بومی سازی، وابستگی به روش ها و محصولات خارجی را نیز کم کند.
مزیت رقابتی و جایگاه جهانی
هیدروژل نانوکامپوزیتی ارائه شده دارای مزیت های رقابتی قابل توجهی است. نخست آنکه میتوان فرمولاسیون و خواص آنرا متناسب با شرایط خاص هر مخزن طراحی و تنظیم کرد. دوم آنکه این محصول از پایداری حرارتی و مکانیکی بالایی برخوردار بوده و حتی در شرایط سخت مخزن نیز خاصیت خودترمیم شوندگی دارد. سرانجام، توانایی همزمان کاهش تولید آب و پیشگیری از تولید ماسه، این فناوری را به ابزاری کلیدی در بهبود بهره برداری از مخازن نفتی بدل می سازد.
این موفقیت نه تنها می تواند صرفه جویی اقتصادی برای صنعت نفت به همراه داشته باشد، بلکه به سبب کاهش آثار محیط زیستی، در راه توسعه پایدار نیز قدمی پرارزش بحساب می آید. بعلاوه، با توسعه و تجاری سازی این فناوری در داخل کشور، ایران قادر خواهد بود جایگاه خویش را در بازار جهانی فناوری های پیشرفته نفتی ارتقا دهد. به اجمال، دراین میان، یک تیم پژوهشی متشکل از دکتر مهسا باغبان صالحی از پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران و اعضاء تیم «بسپارش یکتا نوآور ایرانیان» شامل فرزین سقندلی، علی اصغر نوزعیم و حسین پهلوانی، با طراحی یک هیدروژل نانوکامپوزیتی نوآورانه توانسته اند راهکاری مؤثر و پایدار برای این مشکل عرضه کنند. در محیط آبی متورم شده و حجم آنها افزایش خواهد یافت، در حالی که در محیط نفتی گرفتار کاهش حجم می شوند. دوم آنکه این محصول از پایداری حرارتی و مکانیکی بالایی برخوردار بوده و حتی در وضعیت سخت مخزن نیز خاصیت خودترمیم شوندگی دارد.
منبع: آتی جو
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب