Nanotecnologia na exploração do pré-sal – LNLS
Ciência | 20 de Setembro de 2018
O Brasil é um país pioneiro na exploração de petróleo em águas profundas e uma grande quantidade desse combustível fóssil se encontra armazenado no espaço poroso de rochas carbonáticas, especialmente na camada do pré-sal. Essas rochas são muito heterogêneas e têm sistemas complexos de poros, o que traz grandes desafios na extração de óleo e gás. Após a perfuração de um reservatório de petróleo ou gás, a pressão natural de seu interior faz com que o conteúdo flua naturalmente até a superfície, onde esse fluído é coletado e direcionado para um navio-tanque. No entanto, poucos anos após a abertura desse poço, a quantidade de óleo extraído diariamente tende a diminuir devido à queda na pressão interna do poço.
Uma das formas de se manter a exploração é pela injeção de água ou gás, o que auxilia no transporte dos fluidos e aumenta a produção de petróleo, permitindo que o mesmo poço seja explorado por vários anos. Uma outra forma mais eficiente é através da injeção de surfactantes, que funcionam de forma semelhante a um detergente, facilitando a remobilização do petróleo, inclusive em regiões onde a água e o gás não possuem mais nenhum efeito.
Recentemente, Tannaz Pak e colaboradores brasileiros e do Reino Unido investigaram [1] a aplicação de nanopartículas para aprimorar a recuperação avançada de óleo em rochas carbonáticas. Através de microtomografia de raios X com resolução temporal, a pesquisa mostrou pela primeira vez como gotículas de óleo, retidas nos poros de rochas carbonáticas, mudam de forma ao interagirem com as nanopartículas de sílica suspensas em água, tornando-o novamente disponível para a extração.
O grupo demonstrou também que as nanopartículas são efetivas em concentrações muito menores quando comparadas as substâncias comumente utilizadas pela indústria para a remobilização do petróleo, com potencial de baratear os custos de extração.
Segundo Nathaly Lopes Archilha, pesquisadora do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) e umas das autoras da pesquisa, os experimentos foram realizados no Reino Unido, mas hoje já é possível realizar o mesmo experimento na linha de luz IMX do LNLS.
Os resultados podem ainda ajudar na remoção de contaminantes a base de hidrocarbonetos em recursos hídricos subterrâneos. Por isso, os pesquisadores já trabalham neste novo projeto no LNLS e se beneficiará imensamente das instalações do Sirius, a nova fonte de luz síncrotron brasileira, que deve entrar em operação para usuários em 2019.
O novo laboratório terá instalações de microtomografia de raios X capazes de estudar amostras maiores e com maior detalhamento, tanto espacial quanto temporal. Isso será essencial para revelar a física por trás dos processos em estudo e para a investigação de amostras mais representativas dos reservatórios de petróleo e gás e dos recursos hídricos subterrâneos.
Fonte: [1] Tannaz Pak, Nathaly Lopes Archilha, Iara Frangiotti Mantovani, Anderson Camargo Moreira & Ian B. Butler, The Dynamics of Nanoparticle-enhanced Fluid Displacement in Porous Media – A Pore-scale Study, Scientific Reports (2018) 8:11148. DOI:10.1038/s41598-018-29569-2
O projeto foi financiado pela Real Academia de Engenharia do Reino Unido através dos fundos de colaboração Newton.