ソーシャルミクスジャーナル

概要

石油・ガス業界の課題に対するスマートソリューション

マジッド・S・アル・ルケイシ

原油は最も魅力的なエネルギー源です。原油は、地中深くの高温高圧下で生成されます。このエネルギー資源の抽出には、費用のかかる掘削と抽出プロセスが必要です。原油の組成と物理的特性は、有機物質の供給源、温度、熱によって異なります。油の粘度が高いほど、抽出が難しくなります。重油は、API 比重が 10 ～ 20 で、粘度が 10,000 cP 未満の油に付けられる名前です。抽出は技術的に困難で費用もかかります。このビジネスは収益性が高いため、多くの解決策が検討されてきました。本研究では、さまざまな形状とサイズのナノ粒子の独自の特性を利用して、重油の粘度を下げて抽出しやすくする新しいスマートな解決策を提案します。ナノ粒子のサイズは 1 ～ 100 nm で、表面積と体積の比率が高く、熱容量が高く、熱伝導性に優れ、熱膨張が低く、融点が高いという特徴があります。これらの特性のいくつかを組み合わせて、掘削と重油の粘度の問題に対する解決策を検討しました。掘削においては、パイプの固着による流体の循環の喪失、地層の損傷、ボーリングホールの浸食、掘削流体の熱不安定性、不十分なゲル特性などの問題は、掘削流体のレオロジーの制御と最適化にあります。したがって、このような過酷な貯留層条件で水性掘削流体の性能を向上させるために、社内でナノ添加剤を合成することにより、ナノテクノロジーに基づく簡単な処理が利用されました。1～3重量%のナノ添加剤により、流体の密度が約5%、動粘度が約20%増加し、流体の損失が50%減少します。これに加えて、地層の周囲と薄く滑らかなマッドケーキを形成します。常温では、原油とビチューメンは粘度が高いため、貯留岩を通過しません。その結果、1バレルの石油を生産およびアップグレードするために費やされるエネルギーは、原油資源から得られる総エネルギーの40%にも達する可能性があります。蒸気補助回収や原位置燃焼などの熱促進石油回収技術は、石油の物理化学的特性を向上させ保存するために採用されています。これらの回収技術はすべて高価で複雑であり、定期的なメンテナンスが必要です。そのため、直接的で安価なソリューションが高度な原位置アップグレードの主なターゲットです。私たちの研究は、そのような重質油を分解することで生産およびアップグレードするのに役立つ代替方法を提供します。重質油の分解プロセスでは、環境に優しい方法で酸化鉄ナノロッド（IONR）を合成しました。これらのロッドを1Lの重質油（12 API）に埋め込み、よく混合し、直接マイクロ波照射にかけました。照射により、双極子水分子の存在により原油の動的粘度が低下します。同じ温度で制御された量の IONR 添加剤を添加すると、この減少は最大 50% まで増加しました。