Nanotehnoloogia kasutamine nafta ekstraheerimise efektiivsuse tõstmiseks

Edward Burtynsky photographs the landscape of oil (Juuli 2019).

Anonim

Kes tagab, et maailm vastab oma energiavajadustele, vähendades samas planeedi ohtu? Teie esimene arvamus ei pruugi olla maailma suurim naftafirma. Kuid Saudi Aramco uurimisprojekti ajal tunnistas WPI professor Nancy Burnham, keskkonnakaitsja, et tegelikult kasutab ettevõte selliseid meetodeid nagu nanotehnoloogia, et eraldada ressursse võimalikult häiritud keskkonnaga.

"Enne kui ma õpetasin palju naftakompaniidest, mõtlesin ma neist tüüpilisest keskkonnakaitsjast, " ütleb Burnham, kes on varem Saudi Aramcoga konsulteerinud. Saudi Aramco on Saudi Araabia Kuningriigi riigi omandis olev naftaettevõte ja täielikult integreeritud globaalne nafta- ja kemikaalide ettevõte.

"Õigupoolest on naftaettevõtetel palju rikkust. Kuid need annavad meile ka väärtusliku ressursi, millele me oleme sõltunud ja enamus on investeerinud taastuvenergiasse. Nad teavad, et ettevõtte tuleviku jaoks peavad nad investeerima taastuvenergias, "ütleb ta.

Ajalooõppes töötas Burnham, füüsika ja biomeditsiini inseneri dotsent, Bostoni ettevõtte nanotehnoloogia uurimiskeskusega. Uurimus keskendus õli ekstraheerimise efektiivsemaks muutmisele.

"Selgub, et õli maha pannakse maha, õli ei istu, sind ootab. See kõik ei lähe otse välja, nagu näete televisioonis, " ütleb ta. Umbes 10-25 protsenti saadaolevast õlist kasutab iseenesest. Järgmisi 20-25 protsenti on raskem ekstraheerida, ja ülejäänud 50-70 protsenti on veel raskem, sõltuvalt saidi geoloogiast, selgitab ta.

Naftaettevõtted võivad ülejäänud õli lahkuda ja minna teisele põllule, et kõige lihtsam välja võtta, kõigepealt 25-50 protsenti. Kuid see võimalus on ebaefektiivne ja lühinägelik, selgitab Burnham. Esiteks nõuab see nafta poolest eemaldamiseks suurt hulka infrastruktuuri; see on ebaefektiivne ja kulukas, et tõmmata panuseid üles ja liikuda teisele saidile, jättes kasutatavaks nafta maha. "Paljud õlitõmbega seotud ohutusprobleemid on seotud maapinnalähedase lekkega. Seega, mida vähem on vaja naftapuurkaevu, seda väiksem on oht, et see võib tekkida, " lisas Burnham.

Ta rõhutab isegi, et isegi väga optimistlik ajakava, mille kohaselt peab USA täielikult taastuvaks saama, on 30 aastat ja taastuvad energiaallikad ei ole püsiv energiaallikas. Selleks, et kütta kodud, elektriautod ja valmistada tooteid, ei saa naftaettevõtted endale lubada õlist maha jätta.

Lahenduseks on järelejäänud õlide maapinnastamist tööriistade ja tehnoloogia abil.

"Õliväljad on väga keerulised, kus on palju kihilisi kalju. Sa ei saa lihtsalt maagilise kosmoselaeva hüpata ja lennata, et näha, kus see on. Teil on vaja vahendeid, et hinnata, kus see asub, " ütleb Burnham.

Üks tehnika kasutab ära, et ühes valdkonnas on mitu kaevu. Ühelt kaevast väljutades põhjustab õli maa all veidi voolu. Pildistades ühe hästi sünteetiliselt ehitatud nanoosakesi, saate jälgida ümbritsevaid kaevu ja mitme nädala jooksul tuvastada, kus tekkivad osakesed. See ütleb inseneridele, kuidas õli hajub, mis osutab sellele, kus tulevased kaevud peaksid ülejäänud õli saama, Burnham ütleb.

Teine väljakutse on see, et õlist osakesed kipuvad teineteisele ja teistele kiviaedadele kinni jääma, muutes need raskesti eralduvaks. See kleepuvus, pluss nafta, soolvee ja vee vedeliku koostis, muudab osakeste keemilise leevendamise kergesti hajutatult ühest kaevast teise. Burnham ja tema Aramco kolleeg Shannon Eichmann on avaldanud dokumendi selle kohta, kuidas nanotehnoloogia abil saaksid insenerid keemiat muuta, nii et osakesed ei kleepuks kivimüüridele kinni ja hõlpsamini järgmisele süvendile.

Burnheami töö tulemusena saadi kaks artiklit, vaadeldav käsikiri ja kolm kutsutud kõnet. Ta ütleb, et tema sabatõendid andsid talle uue hinnangu kividele kui nanostruktuuridele ja õpetasid, kuidas aidata inimestel mõista, et naftaettevõtjaid võiks energiaettevõtted mõelda veel laiemalt.

"Ma tõesti õppinud palju. See oli värskendav, kuna töö oli nii erinev ja ma nägin, kuidas asjad, mida ma tean, saavad rakendada täiesti erinevas valdkonnas, " ütleb ta.

Jätkusuutlikust direktorist John Orr tunnistab, et kui rohelised energiaallikad ja tehnoloogiad tõusevad, on oluline, et fossiilkütuste kogumine oleks võimalikult keskkonnasõbralik.

"Ülikoolilinnakus ja kogu maailmas on arvamused laiaulatuslikult seotud naftatoodete kaevandamise ja kasutamisega, " ütleb Orr. "Õnneks tunnistab suur ja kasvav osa elanikkonnast, et oluline on liikuda puhtad ja taastuvad energiaallikad võimalikult kiiresti. Vahepeal peame töötama, et vähendada tootmise keskkonnakahjustust ja kasutada meie süsinikupõhist energiat allikad.

"Professor Burnhami uurimus on näide WPI-s toimuvast teaduslikust ja tehnoloogilisest tööst, et parandada tasakaal praeguste ühiskondlike eeliste ja pikaajalise ülemaailmse jätkusuutlikkuse vahel, " ütleb ta.

Burnheami kogemus andis talle ülevaate erinevustest tööstuse ja akadeemiliste ringkondade vahel.

"Üliõpilastega suhtlemisel võin nüüd öelda, et mul on tööstuses kogemusi ja nad saavad paremini nõustada õpilasi oma karjääri pärast, " ütleb ta. Tegelikult suutis ta Saudi Aramcoga seotult soovitada WPI kraadiõppurit seal töökohal. Üliõpilane võeti hiljem tööle, selle tulemusena tema sabbatic, et ta leiab väga rahuldust.

menu
menu