Новости химической науки > Реагенты для более экологичного гидроразрыва

Исследователи из США разработали жидкость, которая, активируясь в результате химического воздействия, может осуществлять эффективный гидроразрыв, используя при этом меньшее количество энергии, чем затрачивается сейчас.

Применяющиеся в настоящее время методы гидроразрыва отличаются значительным расходом энергии, который связан с необходимостью применения насосов, и использованием, в среднем, 15000 кубических метров воды на один резервуар, эта вода должна закачиваться под высоким давлением глубоко под землю, разрывая пласты. В закачиваемой воде должны содержаться биоциды, ингибиторы коррозии и смазочные материалы.

Диоксид углерода инициирует большое и быстрое увеличение объема с одновременным увеличением вязкости жидкости. (Рисунок из Green Chem., 2015, DOI: 10.1039/c4gc01917b)

Жидкость, разработанная в исследовательской группе Карлоса Фернандеса (Carlos Fernandez) из Тихоокеанской Северо-западной Национальной лаборатории, реагирует на углекислый газ, увеличивая при этом свой объем в 2,5 раза. Компонентом жидкости является поли(аллиламин), и она может понизить объем воды, который требуется для гидроразрыва; вещество является нетоксичным для человека, обладает биоцидными свойствами, а также способно ингибировать коррозию, что дает возможность избежать применения дополнительных химикатов.

При химической стимуляции диоксидом углерода жидкость Фернандеса превращается из водного раствора в гидрогель, который, разбухая, увеличивает давление на скальные платы, которые планируется разрывать. Это обстоятельство снижает требования к нагнетанию дополнительного давления, и, поскольку переход жидкость-гидрогель обратим (вернуться от гидрогеля к жидкости можно понижая давление CO₂ или в результате добавления кислоты), жидкость можно извлечь из пласта и подвергнуть вторичной переработке, снижая воздействие на окружающую среду.

Йон-Шин Юнь (Young-Shin Jun), специалист по химической технологии и экологии из Университета Вашингтона, отмечает, что жидкость для гидроразрыва, реологические свойства которой изменяются в результате химического воздействия, является интересным и многообещающим материалом, позволяющим контролировать гидравлическое давление при необходимости.

Фернандес добавляет, что если разработанную им технологию можно будет воспроизводить в больших масштабах, то как время, так и материальные затраты, которые требуются для формирования резервуара гидроразрывом, могут быть сокращены вдвое по сравнению с существующими системами. Компоненты для создания новой жидкости доступны в больших количествах по разумной цене.

Джозеф Мур (Joseph Moore), специалист по защите окружающей среды из Университета Юты, говорит о жидкости, как о материале, который стоит свеч, поскольку у нее есть все перспективы избежать проблем, связанных с обычным влиянием реагентов для нефтедобычи на состояние окружающей среды, будь то скважинный или сланцевый способ разработки.

Источник: Green Chem., 2015, DOI: 10.1039/c4gc01917b

метки статьи: #новые материалы, #химическая технология, #химия полимеров