دانشگاه علوم و تحقیقات: طراحی نانوکامپوزیت‌های مقاوم در برابر حرارت جهت بهبود بازیابی نفت از مخازن
پژوهشگران دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران نانوکامپوزیتی را در مقیاس آزمایشگاهی تولید کرده‌اند که با کمک آن می‌توان بازده برداشت نفت از مخازن را بهبود بخشید. این نانوکامپوزیت پلیمری قابلیت عملکرد در دمای بالا و مقاومت در برابر تخریب شیمیایی و مکانیکی در مخازن نفتی را دارد.
با توجه به تقاضای بالای دنیای امروز برای سوخت‌های فسیلی و جایگاه ویژه‌ی این مواد درصنایع، نیاز به افزایش تولید این محصولات احساس می‌شود. روش‌های معمول استخراج نفت، تنها دسترسی به یک سوم ذخیره‌ی مخازن را امکان‌پذیر می‌کند. این مسأله در کنار افت تولید نفت خام بر اثر کاهش ذخایر موجود، اهمیت توسعه‌ی روش‌های ازدیاد برداشت نفت را بیش از پیش نمایان ساخته است.
پژوهشگران دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران نانوکامپوزیتی را در مقیاس آزمایشگاهی تولید کرده‌اند که با کمک آن می‌توان بازده برداشت نفت از مخازن را بهبود بخشید. این نانوکامپوزیت پلیمری قابلیت عملکرد در دمای بالا و مقاومت در برابر تخریب شیمیایی و مکانیکی در مخازن نفتی را دارد.
به گفته‌ی گشتاسب چراغیان، یکی از راهکارهای افزایش بازده استخراج، استفاده از روش‌های بازیابی نفت یا همان EOR است و سیلابزنی پلیمر یکی از متداول‌ترین این روش‌هاست. در این روش با تزریق آب یا مواد شیمیایی به داخل مخزن نفتی، اقدام به استخراج نفت می‌کنند. از این رو در این تحقیق به ساخت آزمایشگاهی نانوکامپوزیتی پلیمری پرداخته شده که در برابر حرارت و مواد شیمیایی مقاوم باشد. عملکرد این نانوکامپوزیت برای بهبود فرآیند شبیه سازی شده‌ی استخراج نفت به روش سیلابزنی مورد ارزیابی قرار گرفته است.
وی در خصوص نانوکامپوزیت آزمایشگاهی سنتز شده و تأثیر آن بر افزایش بازده فرایند برداشت عنوان کرد: «از جمله مشکلات استفاده از پلیمرها در سیلابزنی، عدم پایداری مکانیکی و حرارتی در زمان اختلاط، تزریق و جریان است. از آنجا که یکی از رایج‌ترین پلیمرهای مورد استفاده در این روش، پلی آکریل آمید است، لذا در این تحقیق جهت بهبود کارایی این پلیمر از نانوذرات رس استفاده شد. طبق نتایج حاصل شده نمونه‌های پلیمری تقویت شده با این نانوذرات در مقایسه با نمونه‌های عادی، خاصیت ضد حرارتی بالاتری از خود نشان می‌دهند و تغییر شکل آن‌ها در برابر دماهای بالا و یا مواد شیمیایی کمتر است. با بهره‌مندی از این ویژگی‌ها، کارایی پلیمر و در نتیجه بازده برداشت به میزان زیادی بهبود می‌یابد. افزون بر این، قیمت مناسب نانوذرات رس، هزینه‌ی اقتصادی آن‌ها را نیز توجیه پذیر می‌کند.»
این محقق در ادامه چگونگی بهبود خواص پلیمر به کمک نانوذرات را اینگونه توضیح داد: «پلیمرها با افزایش گرانروی آب تزریقی به مخزن باعث کنترل تحرک پذیری آب شده و کارایی جاروب کردن آن را بهبود می‌بخشند. حال افزودن نانوذرات به ترکیب آن‌ها سبب بهبود میزان نفوذ به منافذ میکروسکوپی موجود در مخازن می‌شود. همچنین خواص محلول پلیمری، همچون مقاومت برشی و حرارتی آن در طول مسیر افزایش خواهد یافت. این موارد به ازدیاد برداشت نفت کمک می‌نماید.»
به گزارش ستاد توسعه فناوری نانو،از نتایج این طرح تا کنون سه اختراع مختلف با عناوین «سیال پلیمری بهینه شده توسط نانو ذرات رس»، «سیال پلیمری بهینه شده توسط نانو ذرات اکسید سیلیسیم مورد استفاده در ازدیاد برداشت» و «سیال حفاری بهینه شده توسط نانو ذرات» در اداره‌ی مالکیت صنعتی به ثبت رسیده است.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های گشتاسپ چراغیان، مدیرعامل شرکت دانش بنیان نانو پلیمر آسیا، سعید بازگیر، عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، محمود همتی، عضو هیأت علمی پژوهشگاه صنعت نفت، و محسن مسیحی، عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی شریف، است. نتایج این کار در مجله‌ی Petroleum Science and Technology (جلد 33، شماره 14-13، سال 2015، صفحات1410 تا 1417) منتشر شده است.
