Нефтяники учатся у наномедицины

Нанотехнологии, разработанные для медицинского применения, могут пригодиться для освоения запасов нефти, которых обычными методами не достичь

Нефтяной закат

Нефтяные поля, которые считаются исчерпанными, в действительности содержат примерно столько же, сколько было выкачано, считает Ирадж Эршаги, инженер-нефтяник Университета Южной Калифорнии (США). По его самым скромным оценкам, в старых месторождениях Соединённых Штатов хранится по меньшей мере 360 млрд баррелей.

• Это нефть, которая зацепилась за текстуру осадочных пород (как жирный осадок на сковороде) или же оказалась запертой в небольших пористых структурах по соседству с главным резервуаром, поясняет Шон Мёрфи, руководитель Расширенного энергетического консорциума (AEC) при Университете штата Техас, в который входят десять нефтегазовых компаний. Выявление и извлечение таких остатков — очень сложная задача.

Среди современных методов обнаружения нефти — бурение керна, что позволяет составить подробную карту подстилающей породы лишь на очень небольшой территории, и сейсморазведочное построение для создания общей карты всего поля. Примерно тот же эффект в медицине дают биопсия и рентген соответственно.

• Но есть и новый способ выявления, скажем, раковых опухолей: наночастицы, покрытые антителами. Подобные нанотехнологии могли бы обнаружить нефть в карманах месторождений и повысить эффективность добычи нефти. С 2008 года AEC инвестировала $30 млн в эти исследования.

Нефтяные компании уже пытаются промывать водой старые месторождения, чтобы добыть хотя бы немного из остатков. Джеймс Тур из Университета Райса (США) разработал наночастицы, покрытые слоем водорастворимых полимеров для предотвращения слипания наночастиц и увеличения в размерах, чтобы они могли проникнуть через поры в породе. Они также покрыты соединениями, «любящими» углеводороды. «Если у вернувшихся наночастиц не будет этого покрытия, значит, внизу много нефти», — поясняет г-н Тур.

Нефтяной музей в Техасе

• В свою очередь Аюсман Сен из Университета штата Пенсильвания (США) пытается разработать наночастицы, которые не надо закачивать под давлением. Они проникают в пористую породу сами собой. Предыдущие исследования показали, что достаточно такого простого решения, как кислотно-легированная капля нефти, плавающая на щелочном растворе. Если он становится более щелочным, капля плывёт в определённом направлении, поскольку градиент заставляет края капли выщелачивать кислоту в раствор. Наночастицы Сена будут передвигаться за счёт солёного градиента в пресной воде. Они будут также покрыты химическим веществом, которое стремится к углеводородам.

Нo! Медицинские наночастицы, прикрепившиеся к опухоли, могут сигнализировать о своём местоположении с помощью изменения длины световой волны, которая отражается, когда инфракрасный лазер светит на поражённую ткань, но с нефтью этот номер не пройдёт. Как только наночастицы Сена уплыли от воды, с которой они проникли в глубину, их принципиально невозможно восстановить. Они не могут сообщить о своих выводах.

• Наночастицы Тура остаются рядом с той областью, куда их закачали, и могут быть выкачаны обратно. Но всё, что они могут сказать нам, — натолкнулись ли они на нефть. Необходимо отследить, где именно они нашли нефть, но это сейчас не представляется возможным, подчёркивает Шон Мёрфи.

.

Ну а пока нефтяные компании добавляют в воду, которой они обрабатывают старые месторождения, моющие средства. Они снимают нефть с поверхности пород и формируют эмульсию, из которой можно выделить нефть. Процесс имеет ограниченную эффективность, однако, если в нефтенаполненную полость попадает небольшое количество моющего средства.

• И снова — решение может лежать в медицинских нанотехнологиях. Фармацевтическая промышленность экспериментирует с доставкой антираковых препаратов с помощью нанокапсул, которые высвобождают своё содержимое только при контакте с раковой клеткой. Это позволит избежать поражения здоровых тканей. Дженн-Тай Лян, инженер-нефтяник Университета штата Канзас (США), проводит аналогичную идею, используя нанокапсулы с моющим раствором. Он говорит, что они имеют два преимущества: они достаточно малы, чтобы проникать в крошечные карманы, и они выпускают моющее средство только при наличии нефти.

Подготовлено по материалам New Scientist.

Дмитрий Целиков

http://science.compulenta.ru/558996/?…

Advanced Energy Consortium (AEC)