В мире
Лента новостей
Лента новостей
Сегодня
Политика
Общество
Бизнес
Культура
Сделано Русскими
Личные связи
О проекте
Редакция
Контакты
Размещение рекламы
Использование материалов
Запрещенные организации
Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77 – 65733 выдано Роскомнадзором 20.05.2016.
Лента главных новостей
Русская планета
В мире

Нанодетектор идет по следу

«Вкус» нефти проверят прямо в скважине

Артем Асташенков
22 апреля, 2014 14:49
3 мин

Буровая установка. Фото: Андрей Рудаков / Bloomberg / Getty Images / Fotobank.ru

Американские ученые разработали нанодетекторы, которые определяют содержание сероводорода в нефти еще под землей. Исследование опубликовано в журнале ACS Applied Materials and Interfaces.
В природе нефть и газ, как правило, содержат некоторую долю серы. Чем она выше — тем хуже: сернистая («кислая») нефть токсична, разъедает трубы и цистерны. Ее очистка до «сладкой» бессернистой (то есть, содержащей менее 0,5% серы) весьма затратна, так что чем раньше нефтяники узнают, с чем имеют дело, тем лучше.
Одно из сопутствующих нефти и газу соединений серы — сероводород (H2S). В быту многие знакомы с ним благодаря характерному запаху «тухлых яиц». В небольших дозах этот газ вызывает боль в горле, проблемы с дыханием и головокружение. Человек быстро «принюхивается» — чувствительность обоняния снижается, так что если концентрация H2S увеличится до летальной, он не заметит, пока не станет слишком поздно.
Ученые из Университета Райса (Техас, США) придумали способ определить уровень серы в залежах нефти до начала добычи. Для этого они нашли альтернативное применение технологии, изначально разработанной в медицинских целях.
Сероводород может быть большой проблемой для нефтяников, но внутри живого организма он играет важнейшую роль. Молекулы H2S участвуют в процессах воспаления и передачи информации о боли. Зная об этом механизме, медики синтезировали флуоресцентные наночастицы, которые позволяют в целях диагностики отслеживать сероводород в теле человека.
Техасские ученые скрестили эту технологию со своей предыдущей разработкой. В 2009 году та же группа предлагала использовать нанодетекторы для оценки размеров месторождения нефти. Частицы на основе углерода закачивались в пласт. Их химический состав изменялся в присутствии углеводородов, и это позволяло определить наличие последних, их количество и глубину залегания с тем, чтобы более эффективно использовать существующие скважины.
Теперь Университет Райса предлагает искать тем же методом сероводород. Исследователи создали растворимые подвижные наночастицы на основе технического углерода. Они обладают флуоресцентными свойствами своих медицинских аналогов, но модифицированы при помощи поливинилового спирта для большей термоустойчивости. Детекторы сохраняют работоспособность при температурах до 100 градусов по Цельсию.
Каждый нанодетектор представляет собой углеродный центр, окруженный несколькими цепочками поливинилового спирта (чем они длиннее, тем выше температуры, которые переносит система) и флуоресцентными «зондами». Последние наночастицы активируются при контакте с сероводородом.
Нанодетекторы закачиваются в скважину нагнетания — дополнительный нефтяной колодец, который используется для поддержания давления в основном. Когда вещество проходит сквозь пласт и возвращается на поверхность через основную скважину, наличие реакции на H2S проверяют при помощи спектрометра.
Исследователи полагают, что их разработка позволит нефтяникам лучше оценивать собственную безопасность, долговечность оборудования и ценность добытых углеводородов. По словам одного из авторов, профессора Майкла Вонга, которые приводит портал Phys.org, «информации о содержании серы может быть достаточно, чтобы сказать компании: „Давайте запечатаем эту скважину и найдем место почище“».
темы
3 мин