Elk procent efficiëntieverhoging voorziet de wereldbevolking een jaar langer van olie

We slagen er momenteel slechts in om ongeveer een derde van de olie uit een olieveld te winnen. De reden is dat een groot gedeelte van de olie vastgeplakt blijft zitten aan het gesteente. Duidelijk was al dat je de efficiëntie sterk kunt verbeteren door zoeter water te gebruiken bij het opboren. Maar het was onduidelijk wat de natuurkundige principes hierachter precies waren en welke rol de zoutionen spelen. Wetenschappers van onderzoeksinstituut MESA+ van de Universiteit Twente hebben deze principes nu ontrafeld. Beter begrip in het proces kan de efficiëntie van de oliewinning sterk verbeteren. Het onderzoek is gepubliceerd in het open access blad Scientific Reports van de Nature Publishing Group.

In olievelden blijft een zeer groot gedeelte van de olie achter, omdat deze (nog) niet te winnen is. De reden hiervoor is dat de olie vastgeplakt zit in poreus gesteente in de bodem. De oliemaatschappijen pompen water in de grond om de olie uit de poriën te persen. Standaard gebruiken ze daarvoor zout water uit de zee naast de olieplatforms. Duidelijk was al dat dit gebruikte water niet te zout moest zijn voor een maximaal resultaat, maar wat de rol van de zoutionen in het proces precies is was tot voor kort onduidelijk.

Onderzoekers van de Universiteit Twente hebben daarom gekeken naar de fundamentele fysica achter de invloed van ionen in het water bij de winning van olie. Hierbij gebruikten ze ultrahoge resolutie metingen met een atoomkrachtmicroscoop en numerieke simulaties. Uit het onderzoek, dat ongeveer vijf jaar heeft geduurd, komt onder meer naar voren dat het proces complexer is dan voorheen werd verondersteld. Met name divalente ionen, zoals calcium, moeten uit het water worden verwijderd, omdat zij de hechting van de olie aan het gesteente versterken.

Volgens prof. dr. Frieder Mugele, hoofd van de afdeling Physics of Complex Fluids, kun je als je meer inzicht hebt in de fundamentele natuurkundige principes die spelen, de efficiëntie van de oliewinning sterk verbeteren. “Het wetenschappelijke artikel in Scientific Reports is dan ook de kroon op ongeveer vijf jaar onderzoekswerk. De ideale situatie is als je straks voor elk olieveld de ideale ionensamenstelling in het water kunt bepalen, om op deze manier een maximaal rendement per olieveld te krijgen. Als je er in slaagt om de efficiëntie van de oliewinning met slechts één procent te verbeteren, kun je de hele wereldbevolking al een jaar langer van olie voorzien.”

Het onderzoek is uitgevoerd door onderzoekers van vakgroep Physics of Complex Fluids van onderzoeksinstituut MESA+ van de Universiteit Twente en onderzoekers van de Universiteit van Kopenhagen en het Debye Instituut van de Universiteit Utrecht. Het onderzoek is gefinancierd door BP.