کاهش مصرف مواد شیمیایی و افزایش بهره‌وری میادین نفتی با نانوحباب

باشگاه خبرنگاران جوان - به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، در یکی از مهم‌ترین همکاری‌های فناورانه صنعت نفت و گاز، دو شرکت اسپارکل کلین‌تک (SCT) و آکوادی (Aquadei) اعلام کردند که با ایجاد یک ائتلاف جهانی، به‌دنبال تحول اساسی در شیوه‌های تصفیه آب در عملیات بالادستی و پایین‌دستی نفت و گاز هستند.

با امضای تفاهم‌نامه همکاری میان دو شرکت بین‌المللی، ائتلاف راهبردی با هدف به‌کارگیری فناوری اختصاصی نانوحباب و کاویتاسیون هیدرودینامیکی در واحد‌های تولید نفت و گاز شکل گرفته است تا با ارائه روش‌های پیشرفته تصفیه آب، بهره‌وری عملیاتی، صرفه‌جویی اقتصادی و منافع زیست‌محیطی قابل‌توجهی برای این صنعت فراهم کند. اجرای پروژه‌های مشترک از سال ۲۰۲۶ در آمریکای شمالی و خاورمیانه آغاز خواهد شد.

فناوری نانوحباب که توسط آکوادی توسعه یافته است، ذرات گازی بسیار ریزی با اندازه کمتر از ۲۰۰ نانومتر تولید می‌کند. این ذرات به‌دلیل سطح تماس زیاد و ویژگی‌های بین‌سطحی خاص خود، تعامل میان نفت، آب و ذرات جامد را به‌طور چشمگیری بهبود می‌بخشند. در ترکیب با فناوری‌های جداسازی پیشرفته اسپارکل کلین‌تک، این نانوحباب‌ها فرآیند جداسازی را کارآمدتر کرده، مصرف مواد شیمیایی را کاهش داده و پایداری فرآیند را افزایش می‌دهند.

برخلاف سیستم‌های شناورسازی سنتی که تنها بر نیروی شناوری تکیه دارند، این همکاری از شناورسازی ترکیبی نانوحباب و میکروحباب بهره می‌گیرد. این طراحی باعث افزایش اتصال میان حباب‌ها و قطرات نفت می‌شود و کارایی جداسازی را به‌طور قابل‌توجهی بالا می‌برد. مرحله پیش‌تصفیه از طریق یک دستگاه کاویتاسیون هیدرودینامیکی انجام می‌شود که پیش از واحد شناورسازی به‌صورت درون‌خطی نصب شده و با ایجاد اختلاف فشار کنترل‌شده، میکروجت‌ها و امواج ضربه‌ای تولید می‌کند. این امواج امولسیون‌های پایدار را شکسته و به‌طور طبیعی نانوحباب‌های پایدار ایجاد می‌کنند.

این فرآیند موجب اصلاح فیزیکی آب تولیدی می‌شود؛ به‌گونه‌ای که قطرات ریز نفت در آب بزرگ‌تر شده و آمادگی بیشتری برای جذب در مرحله شناورسازی پیدا می‌کنند. نانوحباب‌ها با تغییر سطح قطرات و ایجاد پیوند میان آنها و میکروحباب‌های بزرگ‌تر، فرایند جداسازی را تسریع می‌کنند. نتیجه این فناوری، تصفیه‌ای سریع‌تر، پاک‌تر و با مصرف انرژی کمتر است.

به گفته مدیران دو شرکت، استقرار این فناوری‌ها در میادین نفتی، تحولی در مدیریت آب تولیدی ایجاد خواهد کرد. بر اساس برآورد‌های اولیه، اجرای سامانه‌های ترکیبی نانوحباب می‌تواند موجب افزایش ۴۰ درصدی نرخ بازیافت نفت (EOR) و کاهش ۳۰ درصدی هزینه مواد شیمیایی تصفیه آب شود. علاوه بر آن، با جلوگیری از تشکیل رسوب و زیست‌لایه‌ها، عمر خطوط لوله افزایش می‌یابد.

یکی دیگر از مزیت‌های کلیدی فناوری نانوحباب، کارایی بالا در تزریق گاز‌هایی مانند اکسیژن، ازن و دی‌اکسیدکربن است که با مصرف انرژی بسیار کمتر، بازدهی واکنش‌های شیمیایی را افزایش می‌دهد و در نهایت به کاهش پسماند و آلودگی منجر می‌شود. در مجموع، این فناوری رویکردی پایدار، کم‌هزینه و دوستدار محیط‌زیست را برای عملیات میدانی نفت و گاز به همراه دارد.

این ائتلاف جهانی با هدف هم‌افزایی میان دانش فنی آکوادی در حوزه نانوحباب‌ها و دسترسی بین‌المللی اسپارکل کلین‌تک به بازار انرژی ایجاد شده است. اسپارکل کلین‌تک که بر پایه مجموعه فناوری‌های دارای مجوز از زیمنس انرژی فعالیت می‌کند، در حوزه توسعه سامانه‌های نوین تصفیه آب، کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای و افزایش بهره‌وری انرژی در پروژه‌های نفت و گاز تخصص دارد.

پروژه‌های مشترک این دو شرکت از اوایل سال ۲۰۲۶ در آمریکای شمالی و خاورمیانه آغاز می‌شود و هدف آنها کاهش هزینه‌های عملیاتی، کاهش مصرف مواد شیمیایی، و کاهش اثرات زیست‌محیطی فرآیند‌های تصفیه آب است.

از سوی دیگر، شرکت اسپارکل کلین‌تک یکی از رهبران فناوری‌های نوین تصفیه آب در صنعت نفت و گاز است که با استفاده از پتنت‌های زیمنس انرژی و نوآوری‌های اختصاصی خود، به شرکت‌های فعال در حوزه انرژی کمک می‌کند تا چالش‌های عملیاتی و زیست‌محیطی را با رویکردی پایدار پشت سر بگذارند.

به گفته مسئولان ارتباطات دو شرکت، این همکاری گامی راهبردی برای گذار صنعت انرژی به فرآیند‌های کم‌کربن و پایدار به‌شمار می‌رود و می‌تواند الگویی برای استفاده از فناوری نانو در مدیریت منابع آب در سراسر جهان باشد.