Los pozos perforados para extraer petróleo y gas pueden reforzarse drásticamente con una pequeña cantidad de nanocintas de grafeno modificadas agregadas a un polímero y calentadas en el microondas. según investigadores de la Universidad de Rice.

Los laboratorios Rice del químico James Tour y el ingeniero civil y ambiental Rouzbeh Shahsavari combinaron las nanocintas con un polímero termoestable a base de aceite destinado a hacer que los pozos sean más estables y reducir los costos de producción. Cuando se cura en su lugar con microondas de baja potencia que emanan del conjunto del taladro, el compuesto taponaría las fracturas microscópicas que permiten que el fluido de perforación se filtre y desestabilice las paredes.

Los resultados de su estudio aparecieron en la revista American Chemical Society Materiales e interfaces aplicados de ACS .

Los investigadores dijeron que en el pasado, Los perforadores han intentado taponar las fracturas con mica, carbonato de calcio, gilsonita y asfalto de poca utilidad porque las partículas son demasiado grandes y el método no es lo suficientemente eficiente para estabilizar el pozo.

En pruebas de laboratorio, se colocó una mezcla de polímero y nanocintas sobre un bloque de arenisca, similar a la roca que se encuentra en muchos pozos. El equipo descubrió que calentar rápidamente las nanocintas de grafeno a más de 200 grados Celsius con un microondas de 30 vatios era suficiente para provocar una reticulación en el polímero que se había infiltrado en la piedra arenisca. Tour dijo. La energía de microondas necesaria es solo una fracción de la que normalmente utiliza un electrodoméstico de cocina, él dijo.

"Esta es una forma mucho más práctica y rentable de aumentar la estabilidad de un pozo durante un período prolongado, "Dijo Tour.

En el laboratorio, las nanocintas se funcionalizaron (o modificaron) con óxido de polipropileno para ayudar a su dispersión en el polímero. Las pruebas mecánicas en arenisca reforzada con compuestos mostraron que el proceso aumentó su resistencia promedio de 5,8 a 13,3 megapascales, un aumento del 130 por ciento en esta medición de la presión interna, Dijo Shahsavari. Similar, la tenacidad del material compuesto aumentó en un factor de seis.

"Eso indica que el compuesto puede absorber aproximadamente seis veces más energía antes de fallar, ", dijo." Las pruebas mecánicas a escalas más pequeñas a través de nanoindentación exhibieron una mejora local aún mayor, principalmente debido a la fuerte interacción entre las nanocintas y el polímero. Esta, combinado con el efecto de relleno del polímero de nanocintas en los espacios porosos de la piedra arenisca, condujo a las mejoras observadas ".

Los investigadores sugirieron que un accesorio de microondas de baja potencia en la cabeza de perforación permitiría el curado en el pozo de la solución de polímero de nanocintas.