ابتكار بحثي جديد يربط بين الذكاء الاصطناعي وتحسين استرجاع النفط

أفادت وکالة آنا الإخباریة، في ظلّ تزايد الطلب العالمي على الطاقة وتنامي المخاوف البيئية، برزت الحاجة إلى تطوير حلول فعّالة لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وتحسين عمليات إنتاج النفط.

وفي هذا الإطار، قام باحثون من جامعة خواجه نصير الصناعية بالتعاون مع جامعات ومراكز أبحاث دولية، بدراسة تفصيلية لسلوك ثاني أكسيد الكربون في الهيدروكربونات الثقيلة مثل الهكزادكان، لما لذلك من أهمية في عمليات الاسترجاع المحسَّن للنفط (CO₂-EOR) وتخزين الكربون الجيولوجي.

اعتمد الفريق البحثي في دراسته على تقنية التحليل الطيفي "رامان" وعلى محاكاة مونت كارلو/الميكانيكا الجزيئية (GCMC/MD) لدراسة تأثير الضغط ودرجة الحرارة على ذوبانية ثاني أكسيد الكربون في الهكزادكان. وقد تم إجراء القياسات ضمن مدى حراري بين 25 و200 درجة مئوية، وضغوط تراوحت بين 1 و15 ميغاباسكال، باستخدام عينات قياسية من الهكزادكان وثاني أكسيد الكربون داخل أنابيب زجاجية دقيقة مصنوعة من السيليكا.

أظهرت النتائج أنّ زيادة درجة الحرارة تقلل من ذوبانية ثاني أكسيد الكربون، في حين أن زيادة الضغط ترفعها، ما يشير إلى أهمية التحكم الدقيق في هذه المعايير أثناء العمليات الصناعية وتخزين الغاز تحت السطح. كما أظهرت المحاكاة أنّ التغيرات الحجمية داخل الوسط الجزيئي تُعدّ عاملاً رئيسيًا يجب أخذه في الاعتبار لتحسين دقة النماذج التنبؤية.

وبيّنت النتائج كذلك أن تأثير الضغط على معامل الانتشار أقل من تأثير درجة الحرارة، وأنّ جزيئات ثاني أكسيد الكربون تتفاعل بشكل أقوى مع مجموعات الميثيل (CH₃) مقارنة بمجموعات الميثيلين (CH₂) في الهكزادكان، نظرًا لإمكانية الوصول الأكبر للتفاعل.

وتُظهر هذه الدراسة أنّ الجمع بين القياسات التجريبية والمحاكاة الجزيئية يوفّر أدوات قوية لفهم العمليات المعقدة على المستوى الذري، كما يفتح آفاقًا جديدة لتدريب نماذج الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي من أجل التنبؤ الدقيق بسلوك ثاني أكسيد الكربون في الخزانات النفطية.

ومن الجانب التطبيقي، يشكل هذا العمل خطوة مهمة نحو تطوير تقنيات تحسين استرجاع النفط باستخدام ثاني أكسيد الكربون (CO₂-EOR) وتحسين استراتيجيات تخزين الكربون الجيولوجي، ما يساهم في تقليل آثار التغير المناخي وتعزيز إدارة موارد الطاقة بصورة مستدامة.

ويعتبر هذا المشروع نموذجًا ناجحًا للتعاون العلمي الدولي بين الجامعات ومراكز الأبحاث، مؤكداً أن الدمج بين الأساليب التجريبية والمحاكاة النظرية يمكّن من فهم أدقّ للعمليات الجيوكيميائية المعقدة. كما يمهّد الطريق لأبحاث مستقبلية حول تفاعلات ثاني أكسيد الكربون مع أنواع أخرى من الهيدروكربونات والغازات الدفيئة، ما يعزز الجهود العالمية نحو طاقة أكثر نظافة واستدامة.