أعلن باحثون من جامعة بنسلفانيا (Penn State) عن تطوير جسيمات نانوية صديقة للبيئة يمكنها منع تكون الترسبات الصلبة داخل أنابيب استخراج النفط، مما يساهم في تقليل مخاطر الانفجارات والأضرار التشغيلية. هذه الجسيمات المبتكرة لا تحسن فقط من كفاءة عمليات استخراج النفط، بل تساهم أيضًا في الحفاظ على البيئة وتقليل التكاليف الاقتصادية المرتبطة بتلك العمليات.

تراكم الترسبات المعدنية في أنظمة استخراج النفط

أثناء عملية استخراج النفط، تتراكم الترسبات المعدنية الصلبة مثل كربونات الكالسيوم داخل الأنابيب والمعدات، مما يسبب أضراراً كبيرة على مستوى التشغيل والسلامة. يمكن أن تؤدي هذه الترسبات إلى حوادث خطيرة مثل انفجارات الأنابيب، إلى جانب الخسائر المالية الهائلة. تعتمد الطرق التقليدية لإزالة هذه الترسبات على مواد كيميائية قد تكون ضارة بالبيئة.

تطوير جسيمات نانوية جديدة

قام فريق الباحثين بتطوير نوع جديد من الجسيمات النانوية، والتي تعتمد على مواد بيولوجية آمنة بيئيا. هذه الجسيمات تعمل على منع تكون الترسبات المعدنية داخل الأنابيب، بالإضافة إلى قدرتها على استقرار المستحلبات المائية والزيتية التي تستخدم بشكل شائع في عمليات استخراج النفط.

الجسيمات النانوية الجديدة

أطلق الباحثون على الجسيمات الجديدة اسم الجسيمات النانوية السليلوزية الشعرية الأمفيبيلية (AmHCNC)، والتي تم تصميمها بخصائص كيميائية وهيكلية فريدة. تجمع هذه الجسيمات بين قدرتها على منع تكون الترسبات واستقرار المستحلبات المائية-الزيتية من خلال آلية Pickering، وهي عملية تعتمد على تثبيت الواجهة بين مزيج غير متجانس من الماء والزيت باستخدام جزيئات صلبة صغيرة مثل الجسيمات النانوية.

مزايا التكنولوجيا الجديدة

تتميز الجسيمات النانوية المبتكرة بعدة مزايا تشمل:

أمان بيئي: الجسيمات مصنوعة من مواد بيولوجية آمنة وصديقة للبيئة.

كفاءة اقتصادية: تساهم هذه الجسيمات في تقليل التكاليف المرتبطة بتوقف العمليات التشغيلية أو صيانتها بسبب الترسبات.

تطبيقات متعددة: يمكن استخدام هذه التكنولوجيا في العديد من الصناعات الأخرى مثل الأدوية، مستحضرات التجميل، وصناعة الأغذية.

التطبيقات المستقبلية

يبحث الفريق البحثي حاليا عن شركاء صناعيين لاختبار الجسيمات النانوية في تطبيقات واسعة النطاق، مثل تعزيز استعادة النفط، لتقييم أدائها في ظروف واقعية. بالإضافة إلى ذلك، يخطط الباحثون لاستكشاف التطبيقات الممكنة لهذه الجسيمات في صناعات أخرى، مثل صناعة المستحضرات التجميلية وصناعة المواد الغذائية.

تمثل الجسيمات النانوية الجديدة خطوة مهمة نحو تحسين كفاءة وسلامة عمليات استخراج النفط مع الحفاظ على البيئة. بفضل هذه التكنولوجيا المبتكرة، يمكن للصناعات الاستفادة من حلول مستدامة وآمنة لحل مشكلة تكون الترسبات، مما يفتح الباب أمام فرص جديدة لتبني ممارسات صناعية أكثر أماناً واستدامة.