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纳米技术承载石油未来? 听听专家如何解读

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如今,纳米技术已经取得了长足的发展,并广泛应用于生物医学、空间技术、信息技术等领域。那么,纳米技术能否应用于石油行业呢?下面让我们来听一下几位石油从业者的观点。

问题

Eric Medina:石油圈原创www.oilsns.com
如今,科学家与工程师们正在寻找各种制备纳米材料的方法,旨在充分利用纳米材料的优势性能,例如强度更高、重量更轻、光谱控制特性更强以及更好的化学反应活性。我希望了解一下纳米技术的应用。如何才能将纳米技术应用到当前的油气行业中,他会对生产效率产生什么影响?

看看下面这些人的回答

Shaun Smithers:石油圈原创www.oilsns.com
纳米技术可以应用到任何方面,可以毫不夸张的说,能够限制纳米技术发展的只会是我们的想象力。可以想象出纳米技术在井控设备的智能零部件方面就有许多种应用方式,例如自恢复型闸板或者暴露到井眼中井控设备的表面反应性涂层,这些应用可以将设备的使用寿命大幅延长。

再比如纳米技术也可应用于液压设备的涂层,增强其防腐能力,并提高动密封的密封性能。纳米技术也可用于弹性材料,例如O型密封圈,它可以在压力和温度发生变化时改变自身特性从而防止液体漏失。总之,纳米技术的应用潜能是无限的。

Greg Baehr:石油圈原创www.oilsns.com
目前石油行业内已经有许多纳米技术相关的研发应用工作正在进行。最近,我刚刚前读过一篇非常有意思的文章,讲的是人们研制出了一种可以生产薄膜和吸附剂的纳米管,来实现从石油中分离H2S 和 CO2的功能。休斯顿的莱斯大学正在研发一种纳米级陶粒支撑剂来替代传统的砂砾支撑剂,这种新型纳米级陶粒支撑剂能够有效地增大压裂半径。

Colter Cookson:石油圈原创www.oilsns.com
Modumetal公司的Christina Lomasney曾发表过一篇关于将纳米材料应用到油气行业的文章。她在文章中提出了一种具有成本优势的纳米材料,这种材料通过提高抽油杆和其他井下设备的耐腐蚀能力和耐高温能力来降低油井的成本。此外,纳米材料应用到石油管材上,可以使其整体成本降低30%,并且更为轻薄的油管也提高了油井产量。

此外,文章中的其他内容也提到了可以将纳米技术用于微型传感装置进而来监控油藏情况,还研发出了一种可以对损坏部分进行检测并修复的“智能材料”,借助纳米技术的化学活性反应来预防支撑剂收到侵蚀。

Christina并不是唯一一个致力于将纳米技术应用到油气领域的人。我曾在2014年有幸采访过5名来自先进能源联盟的成员,该联盟是由来自30所大学的学者和来自世界上8家最大石油公司的专家所组成。先进能源联盟的主要工作是:使用电子传感器、化学反应制备的纳米材料和纳米尺度的造影剂来进行油气勘探工作、收集地质信息、绘制压裂缝网以及对注水开发情况进行监测。

Christina的文章中有一篇来自于叫做“Oceanit”工程公司的评论,这家公司开发的水泥能够检测井眼的完整性,一旦完整性受损,立即对作业人员发出警告。此外,他们还研发出了一种憎水性涂层,用以提高管道和井筒的抗腐蚀能力。

在同一篇文章中,堪萨斯大学三采项目实验室的主任Karen Peltier提出,纳米技术可用于制备表面活性剂涂层,该涂层可以在进入地层之前有效防止与外界发生化学反应。莱斯大学的Rafael Verduzco表示他们正努力研发耐高温的纳米颗粒表面活性剂和粘度增强剂。

一些应用可能在若干年后也会被淘汰,甚至有些设想可能永远无法实现。然而,我刚才谈到的这些人似乎都对将纳米技术应用到油气行业中充满热情。他们告诉我,先进能源联盟(AEC)正打算招募一批没有油气背景的纳米技术专家来为他们工作。

Mohand Melbouci:石油圈原创www.oilsns.com
纳米技术可大幅提升润滑剂的性能。

Jason Johnson:
我同意Eric的观点,而且我希望能够进一步了解这方面的内容。我相信这会改变油气行业,润滑剂也同样如此。我也该做一下这方面的功课了。

Mark Van Velzor:石油圈原创www.oilsns.com
纳米技术在降低成本以及增加产量方面具有很好的应用前景。

Timm Burnett:石油圈原创www.oilsns.com
纳米技术可为油气行业提供一种涂层,这种涂层具有高结构强度、高防腐性能和高耐磨性能。Modumetal有限公司已经证实涂层应用到多种基材中后起到了很好的性能效果。

Len Bland:
我所在的Nano Gas Technologies公司,将纳米气泡运用到产出水中来进行原油分离并去除悬浮固体。我们在Permian盆地进行了现场试点,成功从采出水中分离出了所有7 mg/l以上的石油烃。

Ray Ozdemir:
新型纳米结构材料,例如金属-有机骨架结构物(MOFs)和多孔网络聚合物(PPNs),可用于气体的高容量储存或者具有高度选择性的气体分离。其中一个新兴的领域就是收集并储存火炬气,进而将废气转化为电能。火炬气可以储存在纳米结构材料中,由于这些材料储存容量大,其额定压力要远远低于压缩天然气的压力。

同传统的高比表面积材料相比,例如活性炭、沸石或者硅胶基质材料,纳米结构材料除了拥有高比表面积之外,能够有选择性的对指定气体进行收集。

金属-有机骨架结构物(MOFs)在空气和水中的耐久性较差,然而使用新型金属-有机骨架结构物(MOFs)的公司却很少遇到这些问题。这些都属于未来材料,并且许多专业化学公司正在积极地为此申请专利。如果想进一步了解这些材料的话,请谷歌搜索“MOFs & PPNs”或者同我联系,我非常乐意提供帮助。

译者/于晓林  编辑/魏亚蒙

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