Investigadores de la Universidad de Houston han demostrado que se puede usar un nanofluido económico y no tóxico para recuperar de manera eficiente incluso petróleo pesado con alta viscosidad de los yacimientos.

El nanofluido hecho en una licuadora doméstica común usando sodio disponible comercialmente, permitido para la recuperación en pruebas de laboratorio de 80% de aceite extrapesado con una viscosidad de más de 400, 000 centipoise a temperatura ambiente. Zhifeng Ren, director del Centro de Superconductividad de Texas en UH y autor correspondiente de un artículo que describe el trabajo, se espera que dicha recuperación en campo sea menor al 80% mostrado en el laboratorio; cuánto menos dependerá de las condiciones del campo petrolífero.

La obra, publicado en Materiales hoy Física , sugiere un gran avance en el uso de la nanotecnología para proporcionar formas rentables y ambientalmente sostenibles de producir petróleo.

Los investigadores señalan que el llamado petróleo pesado, resultado de la estructura molecular del petróleo, constituye el 70% de las reservas mundiales de petróleo. sugiriendo que será necesario para satisfacer las crecientes demandas de energía hasta que las fuentes de energía limpia estén completamente desarrolladas. Las tecnologías de extracción actuales que implican el uso de vapor son caras y dañinas para el medio ambiente.

Ren, quien también es profesor de Física M.D. Anderson en la UH, dijo que el nanofluido trabaja para recuperar petróleo del yacimiento a través de al menos tres mecanismos:

• Una reacción química que se produce cuando las nanopartículas de sodio entran en contacto con el agua del depósito genera calor. Trabajando de manera muy similar a la inundación de vapor y otras técnicas basadas en calor para empujar el aceite del depósito, sin la necesidad de una fuente de calor externa que produzca gases de efecto invernadero.
• El nanofluido también provoca una reacción que produce hidróxido de sodio, una sustancia química comúnmente utilizada para inundaciones alcalinas en campos petrolíferos. El hidróxido de sodio puede fomentar el movimiento del aceite y provocar una reacción que reduce la viscosidad.
• Una tercera reacción produce gas hidrógeno, que se puede utilizar para inundaciones de gas, otra técnica común de recuperación de petróleo.

Los nanomateriales de sodio se disipan después de la reacción, eliminando preocupaciones sobre el daño ambiental. Las concentraciones óptimas variarán según las condiciones individuales del yacimiento, Ren dijo, señalando que el aumento de la concentración del nanomaterial no necesariamente condujo a una mayor recuperación de petróleo.

Trabajó con el coautor Dan Luo, investigador postdoctoral en el Centro de Superconductividad de Texas. "Con base en estas ventajas, anticipamos que el nanofluido de sodio podría convertirse en una tecnología revolucionaria para la recuperación de aceite de cualquier viscosidad, así como un hito en el uso de la nanotecnología para resolver problemas de recuperación de petróleo en la industria del petróleo, " ellos escribieron.

El sodio es muy reactivo con el agua, sugiriendo que podría ser útil para mejorar la recuperación de hidrocarburos, pero eso también complicó la preparación:exponerlo al agua demasiado pronto significaba que no brindaría los beneficios diseñados. Los investigadores abordaron que al preparar las nanopartículas de sodio en un aceite de silicona, permitir que el sodio se disperse por todo el depósito antes de que entre en contacto con el agua del depósito, desencadenando reacciones químicas más pequeñas en un área más grande. También es posible dispersar las nanopartículas de sodio en otros disolventes, incluyendo pentano y queroseno, o incluso mezclarlos con polímeros o tensioactivos para lograr una mayor tasa de recuperación de aceite.

El sodio también es un elemento ligero, permitiendo a los investigadores crear nanopartículas de sodio dentro del aceite de silicona, usando una licuadora de cocina.

Si bien el artículo se centra en el uso del nanofluido para mejorar la recuperación de petróleo pesado, Ren dijo que también podría usarse en la producción de petróleo ligero, así como para usos domésticos más generales, como limpiar una tubería obstruida por grasa.