با توجه به انتظار افزایش 50 درصدی مصرف انرژی در 20 سال آینده است، پیش بینی می شود که افزایش تقاضای جهانی برای انرژی تا چند دهه بعد نیز ادامه یابد. اگرچه استفاده از منابع انرژی جایگزین مانند انرژی هسته ای و انرژی های تجدیدپذیر در سالهای آتی افزایش می یابد، اما این افزایش کم بوده و نقش اصلی منابع انرژی تجدید پذیر، برای منابع سوخت هیدروکربنی حداقل برای 2 دهه بعد، نقش تکمیل کننده و حامی و نه نقش جایگزین خواهد داشت.
بر همین اساس رسیدن تقاضای جهانی انرژی به بالاترین مقدار خود، موضوع چالش اصلی در سالهای آتی خواهد بود و تنها با پیشرفت اساسی و بنیادین در هسته اصلی علم و مهندسی صنایع نفت وگاز ممکن خواهد بود. پیشرفت های حاصله در فناوری نانو این پتانسیل را دارند که صنعت را با استفاده از معرفی فناوری هایی پربازده تر و همچنین از نظر زیست محیطی سازگارتر، به جایی فراتر از منابع جایگزین کنونی سوق دهند.
پیشرفتها در زمینه فناوری نانو باعث توسعه مواد، ابزارها و وسایلی با خصوصیات ویژه ای شده است که به کمک فناور ی های مرسوم نمی توان بدان ها رسید. فناوری نانو این قابلیت را دارد که تمام بخش های صنعت نفت اعم از بالا دستی و پائین دستی را متحول کند. به عنوان مثال در حوزه تولید نفت وگاز، با ارتقا قابلیت انتقال حرارت و بهبود جداسازی درون چاهی به کمک فناوری نانو می توان میزان برداشت را از منابع موجود و یا جدید را توسعه داد.
در حوزه اکتشاف نفت، از آنجایی که قدرت و پایداری مواد در صنایع نفت و گاز از اهمیت فراوانی برخوردار است، ساخت مواد در مقیاس نانو با دقت بسیار زیاد، نه تنها زمین شناسان و مهندسان را قادرمی سازد که ابزارهایی که از آنها استفاده می شود را کوچکتر سازند بلکه در تولید و ساخت مواد با کیفیت بهبود یافته آنها را یاری می کند.
هم اکنون از از نانو مواد مختلف در بخشهای مختلف صنایع بالادستی نفت مانند، ساخت مته های با داومتر، ترکیبات موثرتر در گِلهای حفاری، ساخت نانو حسگرها، بهبود فرآیندهای تکمیل چاه، افزایش ازدیاد برداشت نفت خام، انتقال نفت، جلوگیری از گرفتگی و رسوبات و بسیاری از بخشهای دیگر استفاده می شود.
همچنین در بخش پایین دستی نیز فناوری نانو اکنون به مرحله تجاری رسیده است. نانو مواد اکنون نقش مهمی در ساخت کاتالیستهای جدید و موثرتر دارند به طوری که مهمترین کاربرد این فناوری در صنایع پالایشگاهی و پتروشیمی مربروط به ساخت کاتالیستهای جدید است. بهبود کاتالیستهای جدید منجر به بهینه سازی فرآیندهای موجود میگردد و بر این اساس فرآیندها و کاتالیستها سیر تکامل خود را به کمک فناوری نانو در حال طی کردن هستند.
از مهمترین کاربردهای دیگر فناوری نانو در حوزه پائین دستی می توان به نانو عایقها با هدف کاهش مصرف انرژی، استفاده از نانو سیالات با هدف بهبود انتقال حرارت، نانو پوششهای ضد خوردگی و ... اشاره کرد.
یکی از مزیتهای کاربرد فناوری در صنایع نفتی کنترل میزان آلایندگی و مخاطرات زیست محیطی این صنایع است. اکنون سیستمهای مختلف اعم از نانو فیلتراسیون، نانو کویتاسیون و نانو کاتالیستها در حذف آلودگی های ناشی از این صنایع نقش مهمی را بازی میکنند.
به کمک نانو کاتالیستهای جدید میزان ترکیبات گوگردی و نیتروژن دار در سوختهای دیزلی و بنزینی که منشا بسیاری از آلودگی های هوا به شمار میرد، حذف میشود.
به کمک این فناوری در فرآیندهای تصفیه آب بسیاری از ترکیبات آلی و نفتی قبل از ورود به محیط زیست در تصفیه خانه این صنایع جداسازی میشود. مواد آلاینده موجود در آب همراه نفت قبل از ورود به محیط زیست در این فرآیندها به حد قابل قبولی کاهش می یابد.
به کمک نانو فیلتر ها علاوه بر کاهش ورود مواد آلاینده به داخل توربینها و کمپرسورها صنایع نفتی، عملکرد و بازده دستگاه ها نسبت به فیلترهای معمولی افزایش چشمگیری پیدا میکند.
علاوه بر آن کاربردهای مستقیم فناوری نانو، این فناوری به طور غیر مستقیم نیز در صنایع نفت و انرژی کاربردهای فراوانی دارد. اکنون نانو افزودنی ها به روغن های موتور و سوخت جایگاه ویژه ای در این بخش پیدا کرده اند. خواصی چون بهبود اندیس گرانروی روغن موتور، ایجاد خواص تمیز کنندگی بهتر موتور، ایجاد خواص ترمیم سطوح داخلی موتور و بسیاری دیگر از خواص باعث بهبود کارایی روغن های موتور به کمک این فناوری شده است. همچنین استفاده از نانو مواد به عنوان اکتان افزا در حال توسعه روز افزون است.
