Forscher des Skolkovo Institute of Science and Technology haben einen neuen Ansatz zur Steigerung der Ölausbeute vorgeschlagen, der Konzepte aus der Medikamentenverabreichung in der Medizin aufgreift. Ein Team des Zentrums für Erdölwissenschaften arbeitete mit Kollegen des Zentrums für Neurowissenschaften zusammen und entwickelte eine Technik, bei der Tensidmoleküle in Siliziumdioxid-Nanopartikeln verkapselt werden, um die Effizienz chemischer Reagenzien bei der Ölförderung zu verbessern.
Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Advances in Geo-Energy Research veröffentlicht. Bei Verfahren zur Steigerung der Ölausbeute sind Tenside entscheidende Chemikalien, die typischerweise in Ölbohrungen injiziert werden, um die Grenzflächenspannung zwischen Öl und Wasser zu verringern, die Benetzbarkeit des Gesteins zu verändern und Schaum zu erzeugen, um so die Freisetzung von mehr Rohöl zu unterstützen. Die Studie erforschte nicht nur die Verkapselung zweier bisher wenig untersuchter Tenside, sondern validierte auch die Rolle der Nanoträger bei der Verbesserung ihrer Leistung.
Der Hauptautor der Studie, Arsenii Chekalov, Doktorand der Erdöltechnik, erklärte: „Das Konzept der Verkapselung von Chemikalien für eine gezielte Verabreichung, inspiriert von der Arzneimittelforschung, ist für das Feld der Ölausbeutesteigerung noch recht neu. Die beiden in dieser Studie untersuchten Tenside wurden zuvor nicht im Detail erforscht oder verkapselt. Unsere mesoporösen Siliziumdioxid-Nanoträger für die Verkapselung haben relativ begrenzte Aufmerksamkeit im Bereich der Ölausbeutesteigerung erhalten, die meisten Studien konzentrieren sich auf andere Verabreichungssysteme. Wichtig ist, dass unsere Studie eine synergistische Wechselwirkung zwischen den zerfallenden Siliziumdioxidkapseln und den freigesetzten Tensiden zeigt.“
Experimente des Teams an echten ölhaltigen Gesteinsproben zeigten, dass die mit Nanopartikeln verkapselten Tenside bei mehreren Schlüsseleigenschaften gut abschnitten. Ihre Adsorptionsrate an der Gesteinsoberfläche war gering, was eine tiefere Penetration des Reagenzes in die Formation begünstigt; sie konnten effektiv die Grenzflächenspannung zwischen Öl und Wasser reduzieren; und sie verstärkten die Hydrophilie von Karbonatgestein, was den Ölverdrängungseffekt verbessert. Die beiden verwendeten Tenside – anionisches Alkylethercarboxylat und nichtionisches Alkylpolyglucosid – zeigten auch in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hohem Salzgehalt Potenzial für Stabilität.
Der Leiter der Studie, Assistenzprofessor Chengdong Yuan von der Abteilung für Erdölwissenschaften, wies darauf hin: „Wir haben sehr ermutigende Ergebnisse erhalten, die klar zeigen, dass die Verkapselung die Ölverdrängungseffizienz durch synergetische Grenzflächenmechanismen verbessern kann. Gleichzeitig ist diese Arbeit nur eine erste Phase. Zukünftige Forschungen sollten sich darauf konzentrieren, verkapselte Tensidsysteme unter dynamischen Fließbedingungen zu bewerten, die den Betrieb in echten Lagerstätten repräsentieren, einschließlich Kernflutungsversuchen und Studien zur kontrollierten Freisetzung. Solche Studien sind entscheidend, um die Technologie an verschiedene Reservoirtypen anzupassen und sie für den praktischen Feldeinsatz flexibler und robuster zu machen.“
Weitere Informationen: Autoren: Arsenii Chekalov et al., Titel: „Novel Encapsulated Surfactants for Enhanced Oil Recovery in Carbonate Reservoirs: Interfacial and Wetting Behavior“, erschienen in: Advances in Geo-Energy Research (2025).
