PFI-RP: Micellar Nanofluids to Reduce Use of Harmful Solvents in Oil and Gas Production

PFI-RP:胶束纳米流体可减少石油和天然气生产中有害溶剂的使用

基本信息

  • 批准号:
    2141112
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 54.97万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-02-15 至 2025-01-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

The broader impact/commercial potential of this Partnerships for Innovation – Research Partnerships (PFI-RP) project is the production of a nanofluid with aggregated colloidal nanoparticles that can significantly reduce the use of harmful solvents in oil and gas production. Substantial quantities of benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene (BTEX) solvents are currently being used to remediate asphaltene deposits in plugged pipelines and wellbores for flow assurance. This remediation method is costly and environmentally polluting; thus, many oil and gas operators are making a concerted effort to reduce BTEX solvents from their operations. This research project develops a novel micellar formulation that utilizes multifunctional chemistries to deliver solvents directly to the organic deposits. The proposed direct replacement nanofluid seeks to reduce harmful solvent use in asphaltene remediation by over 40%, thus, significantly reducing their environmental impact. Entrepreneurship and leadership training for students involved in the project is also proposed.The proposed project will determine the scalability and applicability of the micellar nanofluids for asphaltene remediation. The technical challenge is the variability of the conditions, including oil type, temperatures, pressures, and surface chemistries. This project aims to evaluate the performance of the nanofluid under conditions expected in oil and gas fields. A three-pronged approach is proposed. The first uses a microfluidic method to screen a variety of asphaltene deposition and remediation conditions to identify which will be the most effective. The second uses a core-flood setup to scale up testing to field conditions and the third is a flow loop setup to mimic pipeline conditions that can be piloted in the field. The team has explored the vast parameter space to identify which conditions should be used to optimize the nanofluid. The result of this project is both a technical and economic assessment of implementing this nanofluid technology in the oil and gas industry.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该创新-研究伙伴关系(PFI-RP)项目的更广泛影响/商业潜力是生产具有聚集胶体纳米颗粒的纳米流体,可以显着减少石油和天然气生产中有害溶剂的使用。目前,大量的苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)溶剂被用于修复堵塞管道和井筒中的沥青质沉积物,以保证流动。这种修复方法成本高,污染环境;因此,许多油气公司都在努力减少作业中使用的BTEX溶剂。本研究项目开发了一种新型胶束配方,利用多功能化学物质将溶剂直接输送到有机沉积物中。提议的直接替代纳米流体旨在将沥青质修复中有害溶剂的使用减少40%以上,从而显著降低其对环境的影响。并建议对参与项目的学生进行创业和领导力培训。拟议的项目将确定胶束纳米流体用于沥青质修复的可扩展性和适用性。技术上的挑战在于条件的可变性,包括油的类型、温度、压力和表面化学成分。本项目旨在评价纳米流体在油气田预期条件下的性能。建议采取三管齐下的办法。第一种方法使用微流体方法筛选各种沥青质沉积和修复条件,以确定哪种方法最有效。第二种是使用岩心注水装置,将测试规模扩大到现场条件,第三种是流动循环装置,模拟管道条件,可以在现场进行试验。该团队已经探索了广阔的参数空间,以确定应该使用哪些条件来优化纳米流体。该项目的结果是对该纳米流体技术在石油和天然气工业中的应用进行技术和经济评估。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Inhibiting Asphaltene Deposition Using Polymer-Functionalized Nanoparticles in Microfluidic Porous Media
  • DOI:
    10.1021/acs.energyfuels.3c03060
  • 发表时间:
    2023-12-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Nguyen,Thao Vy;Zhang,Zhuqing;Biswal,Sibani Lisa
  • 通讯作者:
    Biswal,Sibani Lisa
Application of magnetic nanoparticles as demulsifiers for surfactant‐enhanced oil recovery
  • DOI:
    10.1002/jsde.12658
  • 发表时间:
    2023-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Leilei Zhang;Chutian Bai;Zhuqing Zhang;Xinglin Wang;Thao Vy Nguyen;Eric D Vavra;M. Puerto;G. Hirasaki;S. Biswal
  • 通讯作者:
    Leilei Zhang;Chutian Bai;Zhuqing Zhang;Xinglin Wang;Thao Vy Nguyen;Eric D Vavra;M. Puerto;G. Hirasaki;S. Biswal
Active Colloids as Models, Materials, and Machines
活性胶体作为模型、材料和机器
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知道了