محققان دانشگاه صنعتی سهند تبریز، توانستند با استفاده از نانوذرات قابلیت برداشت نفت از مخازن نفتی را در مقیاس آزمایشگاهی افزایش دهند. این نتایج می‌تواند در صنایع بالادستی نفت مانند واحدهای بهره برداری و ازدیاد برداشت نفت به منظور تولید بیشتر و صرفه‌جویی در هزینه‌های تولید بسیار اثرگذار باشد. این طرح با همکاری شرکت ملی نفت فلات قاره ایران صورت گرفته است.
همانگونه که می‌دانیم، بخش عظیمی از اقتصاد کشور وابسته به فروش نفت خام و یا فراورده‌های نفتی است. در بحث انرژی نیز، نفت و گاز از ‌مهم‌ترین منابع تأمین‌کننده‌ی بخش‌های مختلف صنعت و حتی مصارف خانگی هستند. اما با توجه به کاهش منابع و در پی آن کاهش تولید از مخازن ایران، باید به دنبال‌ استفاده از روش‌های مناسبی بود تا بتوان برداشت نفت را همچنان تا حدی افزایش داد که پاسخگوی تأمین انرژی و رونق اقتصادی کشور باشد.
به گفته‌ی محسن ویسی- کارشناسی ارشد مهندسی نفت از دانشگاه صنعتی سهند تبریز و مجری طرح- یکی از روش‌هایی که در دهه‌ی گذشته در مقیاس آزمایشگاهی و پایلوت مورد توجه قرار گرفته است، استفاده از نانوذرات است. استفاده از نانوذرات در مقایسه با روش‌های دیگر ازدیاد برداشت نفت از پیچیدگی و دشواری‌های کمتری برخوردار است. همچنین با توجه به امکان سنتز نانوذرات با روش‌های ساده، استفاده از نانوذرات نسبت به دیگر روش‌ها نیاز به تجهیزات و هزینه‌ی کمتری داشته و آلودگی‌های زیست محیطی را نیز کاهش می‌دهد.
در این طرح، کاربرد نانوذرات اکسید آهن به منظور افزایش توان برداشت از مخازن نفتی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان داده که این نانوذرات قادرند ضریب بازیافت نفت را تا ۷/۵۶ درصد افزایش دهند.
ویسی در خصوص اهمیت انجام تحقیقات در زمینه‌ی ازدیاد برداشت نفت عنوان کرد: «دانستن این موضوع که یک فرآیند ازدیاد برداشت چقدر بازدهی داشته و تا چه حد موفقیت آمیز خواهد بود، بسیار مهم است. اگرچه طبق تحقیقات دهه‌‌ی اخیر مشخص شده که تزریق نانوذرات اکسید‌های فلزی می‌تواند عاملی جهت افزایش برداشت شود، اما نیاز است تا مطالعه و بررسی‌های بیشتر و دقیق‌تری روی مخازن ایران صورت گیرد. بدین ترتیب می‌توان به ارائه‌ی یک راه حل مناسب از لحاظ انتخاب نوع نانوذره‌ی مناسب و مکانیسم عملکرد آن در ازدیاد برداشت نفت دست یافت.»
وی در ادامه افزود: «بیشتر مخازن ایران کربناته‌ی نفت دوست هستند و تولید نفت از این مخازن با مشکلاتی از جمله کاهش زود هنگام تولید نفت و هم چنین تولید آب شور روبرو است. بنابراین به نظر می‌رسد کاربرد نانوذرات آب دوست، به منظور تغییر ترشوندگی سنگ مخزن کربناته به حالت خنثی یا آب دوست، می‌تواند تأثیر قابل توجهی در سهولت تولید نفت داشته باشد.»
ویسی در توضیح تکمیلی‌تر موارد بررسی شده در این طرح عنوان کرد: «در این پژوهش، به دنبال ازدیاد برداشت نفت در نمونه‌های مغزه کربناته از مخازن نفتی بودیم. روش پیشنهادی ما تزریق نانوسیالات به صورت برداشت ثالثیه بود. برای دستیابی به بهترین نتایج، بررسی تأثیر نانوذرات مختلف بر میزان تغییر ترشوندگی مخزن به منظور انتخاب نانوذره‌ی مناسب با شرایط مخزن نفتی، پایداری نانوذره در شرایط عملیاتی مورد نظر و بررسی دقیق مکانیسم‌های تولید در محیط متخلخل مد نظر قرار گرفته است.»
نتایج به دست آمده از آزمایش‌های سیلابزنی نشان می‌دهد که با افزایش غلظت نانوسیال ضریب بازیافت نفت تا ۷/۵۶ درصد و بازدهی جابجایی (displacement efficiency) نانوسیال تا ۱۳/۷۳ درصد افزایش می‌یابد. هم‌چنین نتایج آزمایش تغییر ترشوندگی و آنالیز تصاویر SEM نشان داد که زاویه تماس قطره نفت روی سطح سنگ تا ۳۲ درجه کاهش می‌یابد و ترشوندگی سطح سنگ از حالت نسبتاً نفت دوستی به حالت خنثی تغییر می‌یابد. در این پژوهش نانوسیال با غلظت ۰/۱ درصد وزنی بیشترین تولید و تغییر زاویه تماس را داشته است.
این طرح در قالب پایان نامه‌ی کارشناسی ارشد محسن ویسی و با همکاری دکتر سید علیرضا طباطبایی نژاد و دکتر الناز خداپناه از دانشگاه صنعتی سهند تبریز و به سفارش شرکت ملی نفت فلات قاره ایران انجام شده است. این پایان نامه تحت عنوان پایان نامه‌ی مورد نیاز صنعت به تأیید داوران ستاد ویژه‌ی توسعه‌‌ی فناوری نانو نیز رسیده است. آیین نامه‌ی حمایت از پایان نامه‌های مورد نیاز صنعت در سایت www.nano.ir/hrdc موجود است.