مستقبل إنتاج النفط والغاز غير التقليديين بتطبيقات نانشنولوجيا

Understanding Nanotechnology in the Context of Oil and Gas

إن التحول في صناعة النفط والغاز نحو الموارد غير التقليدية مثل الغاز الشائك، والزيوت الضيق، والرمال المسببة للنفط قد طرح تحديات تقنية معقدة تكافحها الأساليب التقليدية من أجل حلها، وقلة القدرة على التعافي من الظواهر المناخية، ونشأة تشكيلات صخور متجانسة، تتطلب اتباع نهج جديدة في استخراج المواد وتجهيزها.

التطبيقات الرئيسية لعلم النانوت في الإنتاج غير التقليدي

Enhanced Oil Recovery (EOR) with Nanoparticles

(ب) أساليب الحرق التقليدية، مثل فيضان المياه وحقن الغاز، كثيراً ما تفقد الفعالية في الخزانات غير التقليدية بسبب انخفاض القابلية للتداول والهياكل القطبية المعقدة، وتعالج الجسيمات النانوية ذلك بتعديل خصائص سوائل الحقن على المستوى الجزيئي، مثلاً، يمكن أن تؤدي الجسيمات النانوية المتفرقة في الرماد إلى تغيير قابلية التلقيم من النفط إلى إضافة المياه.

تصنيع الخزانات ورصدها

كما أن المعلومات الدقيقة عن ظروف الخزان - الضغط، ودرجة الحرارة، والتكوين السوائل، وكميات الكسور - هي حرجة بالنسبة للإنتاج الأمثل - توفر أجهزة الاستشعار والأشعة النانوية بعداً جديداً من البيانات ذات الصلة بالمكانيات الحقيقية، وكمياً من نقاط الفلور الكربون التي تُحقن في سائل مضلل للكسر - يمكن أن تُستخدم في كشف الكسور

سائل العجلات المتدفقة وقابلية الويلبور

وينطوي التفريغ عن طريق التكوينات غير التقليدية في كثير من الأحيان على ضغوط عالية، وشظايا تفاعلية، وصخرة مُدمَرة، مما يؤدي إلى ارتداء معدات، وحوادث أنبوبية عالقة، وفقدان سوائل.

Environmental Protection and Leak Detection

وقد تؤدي المخاطر البيئية المرتبطة بتسرب الأنابيب غير التقليدية، وتلوث المياه الجوفية، وإدارة المياه المنتجة - إلى معالجة من خلال علم النانوات. [FLT]]

التحديات التي تواجه التبني على نطاق واسع

ورغم الإمكانات الواعدة، يجب التغلب على عدة حواجز قبل أن يصبح علم النانو مدمجاً في النفط والغاز غير المتجانسين. () لا تزال هناك عقبات كبيرة في تنفيذ [FnanT:1]: فثمان تكاليف عالية في مجال النواحي بالنسبة للنظم [العملية المتناهيجة].() وعلى سبيل المثال، يمكن أن يكلف هذا النوع من المواد مئات الدولارات لكل غرام، مما يجعله غير اقتصادي لتطبيقات الميدانية ذات الحجم الكبير.

التوقعات المستقبلية والتوجيهات البحثية

المواد الناشئة وأساليب التنفيذ

وتتحول البحوث إلى أنماط ناوية فعالة من حيث التكلفة ومحمودة بيئياً. Silica nanoparticles مستمدة من رماد الأرز أو مصادر متجددة أخرى يجري دراستها كبدائل للخيارات الاصطناعية. ] Carbon quantum dots

المشاريع الرائدة والتعاون في مجال الصناعة

وقد يجري تنفيذ عدة مشاريع تنظيمية مشتركة بين شركات النفط الوطنية ومؤسسات البحوث، فعلى سبيل المثال، فإن اتحاد الطاقة المتطور في جامعة تكساس في أوستن تشهد في الميدان انبعاثات غازات نانوية من أجل تشخيص الكسور في حوض المحيط الهادي، وفي كندا، تُظهر نسبة من المواد المحتوية على [FLTamhanT:2]

الاعتبارات البيئية والتنظيمية الطويلة الأجل

(ب) إن تحسين التكنولوجيا النانوية يتطلب أطراً قوية لإدارة المخاطر، كما أن وكالات مثل وكالة حماية البيئة تعمل على وضع مبادئ توجيهية لتقييم دورة الحياة النانوية في بيئات دون سطح الأرض، وتشمل المجالات الرئيسية مصير ونقل المياه الجوفية، والتراكم الأحيائي المحتمل، والتخلص من المنتجات المنتجة بواسطة المواد النانو - نادني.

وفي الختام، توفر التكنولوجيا النانوية مجموعة قوية من الأدوات لمعالجة التحديات التقنية والبيئية التي ينطوي عليها إنتاج النفط والغاز غير التقليديين، وقد كان تعزيز الانتعاش، والرصد في الوقت الحقيقي، والحفر في الوقت المناسب، وتحسين الكشف عن التسرب في متناول الجميع، غير أن تحقيق هذه الإمكانية سيتطلب مواصلة الاستثمار في البحوث، والتنمية التنظيمية الاستباقية، والتعاون بين القطاعات، ومع انتقال الصناعة نحو مستقبل أنظف من الكربون، يمكن أن تؤدي التكنولوجيا غير التقليدية دوراً رئيسياً في جعل الموارد غير فعالة.