Los pozos perforados para extraer petróleo y gas se pueden reforzar drásticamente con una pequeña cantidad de nanoribones de grafeno modificado agregados a un polímero y sometidos a microondas, según investigadores de la Universidad de Rice.
Los laboratorios de Rice del químico James Tour y el ingeniero civil y ambiental Rouzbeh Shahsavari combinaron los nanoribones con un polímero termoestable a base de aceite destinado a hacer los pozos más estables y reducir los costos de producción. Cuando se curaron en el lugar con microondas de baja potencia que emanan del taladroensamblado, el compuesto taponaría las fracturas microscópicas que permiten que el fluido de perforación se filtre y desestabilice las paredes.
Los resultados de su estudio aparecieron en la revista American Chemical Society Materiales e interfaces aplicados por ACS .
Los investigadores dijeron que en el pasado, los perforadores intentaron tapar las fracturas con mica, carbonato de calcio, gilsonita y asfalto en vano porque las partículas son demasiado grandes y el método no es lo suficientemente eficiente como para estabilizar el pozo.
En pruebas de laboratorio, se colocó una mezcla de polímero y nanoribones en un bloque de arenisca, similar a la roca que se encuentra en muchos pozos. El equipo descubrió que el calentamiento rápido de los nanofibras de grafeno a más de 200 grados Celsius con un microondas de 30 vatiosfue suficiente para causar la reticulación en el polímero que se había infiltrado en la arenisca, dijo Tour. La energía de microondas necesaria es solo una fracción de la que normalmente usa un aparato de cocina, dijo.
"Esta es una forma mucho más práctica y rentable de aumentar la estabilidad de un pozo durante un largo período", dijo Tour.
En el laboratorio, los nanoribones fueron funcionalizados - o modificados - con óxido de polipropileno para ayudar a su dispersión en el polímero. Las pruebas mecánicas en arenisca reforzada con composite mostraron que el proceso aumentó su resistencia promedio de 5.8 a 13.3 megapascales, un 130 por cientoShahsavari dijo que la medida de la presión interna aumentará. De manera similar, la resistencia del compuesto aumentó en un factor de seis.
"Eso indica que el material compuesto puede absorber aproximadamente seis veces más energía antes del fallo", dijo. "Las pruebas mecánicas a escalas más pequeñas a través de nanoindentación exhibieron una mejora aún mayor local, principalmente debido a la fuerte interacción entre los nanoribones y el polímero. Esto, combinadocon el efecto de relleno del polímero de nanoribón en los espacios porosos de la piedra arenisca, condujo a las mejoras observadas ".
Los investigadores sugirieron que un accesorio de microondas de baja potencia en el cabezal de perforación permitiría el curado en el pozo de la solución de polímero de nanoribón.
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Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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