Geluidsgolven die olie lostrillen uit de grond. Het lijkt te kunnen, maar hoe het werkt is nog een mysterie. Experimenten in het laboratorium van Geotechnologie moeten meer inzicht geven.
Tussen de enorme metalen machines in het laboratorium van Geotechnologie staat een proefopstelling met een fragiel glazen buisje van ongeveer twintig centimeter. Dr.ir. David Smeulders (Civiele Techniek en Geowetenschappen) en zijn collega’s willen ermee onderzoeken of geluidsgolven olie kunnen los trillen uit de ondergrond. En hoe die trillingen dat doen.
“Een oliedruppel die tussen wat zandkorrels zit, krijg je niet makkelijk los”, legt Smeulders uit. Lastig voor de schoonmaak van de vele vervuilde plekken in Nederland, bijvoorbeeld vieze grond bij een benzinestation. “Zo’n druppel olie geeft zijn gif heel langzaam af aan het grondwater. Hij blijft op die manier jaren zijn omgeving vervuilen.”
Zouden die oliedruppels niet los te schudden zijn uit de houdgreep van de zandkorrels? Volgens sommige olieproducenten, andere belanghebbenden bij het lostrillen van olie, wel. “De Russen merkten dat de productie van olieputten in de buurt van ondergrondse kernproeven toenam”, vertelt Smeulders. Ze weten het aan de ondergrondse trillingen. Toen Smeulders een paar jaar geleden olieboringen in Siberië bezocht, lieten de Russen zien hoe de olieproductie toenam als ze een ‘vibroseis’ vlakbij de put lieten trillen. De trillingen van de vibroseis vertellen normaal wat zich in de ondergrond bevindt, maar nu zouden ze de olieproductie doen toenemen. “Ik heb daar mijn twijfels over”, zegt Smeulders. “Misschien hadden ze net de putten schoongemaakt.”
Smeulders wilde het verschijnsel eens goed onderzoeken. Niet door trillingen een stuk grond in te sturen. “Feit is dat er dan wel iets gebeurt. Maar wat er gebeurt is nog een onontgonnen gebied”, zegt Smeulders. “Er zijn veel factoren die mee kunnen spelen. Daarom wilde ik het systematisch aanpakken en verschillende mogelijke mechanismes apart bekijken met een experiment.”
Dus liet hij een glasblazer onlangs een pijpje maken met daarin een glazen buisje met ribbels. Tussen twee ribbels zit een oliedruppel. Door het buisje te laten trillen, schiet het los . “Omdat het met olie zo’n rotzooi wordt, kijken we nu eerst met lucht en water of de opstelling werkt”, vertelt Karel Heller, technicus van het laboratorium. “We willen weten bij welke frequentie en intensiteit de oliedruppel losschiet. En hoe: in zijn geheel of in stukjes.”
De experimenten met het glazen buisje moeten nog beginnen. Een ander mechanisme werd een paar jaar geleden al getest. Niet alleen trillingen in de ondergrond zorgen ervoor dat olie wordt losgeschud, mogelijk helpt ook ‘cavitatie’, de kracht van exploderende luchtbelletjes. Heel intensieve geluidsgolven kunnen plaatselijk de druk sterk verlagen. “Zo ontstaan luchtbelletjes die als ze exploderen de kracht kunnen hebben om oliedruppels omhoog te brengen.”
Sieraden
Juweliers gebruiken cavitatie om sieraden schoon te maken. In een bak met water zorgen acht geluidsbronnen met hoge frequentie voor luchtbellen die het vuil ‘losschieten’. “Vleermuisgeluid, wij kunnen dat niet horen”, vertelt Smeulders. Om olie uit de ondergrond los te trillen is een veel lagere frequentie nodig. “Maar dat kunnen we niet testen in een laboratorium. De proefopstelling zou veel te groot zijn, omdat de golflengte van een geluidsgolf zo’n twintig meter lang is.” Om toch meer te begrijpen, gebruikten de onderzoekers het juweliersapparaat om proeven te doen.
“We doen hier eigenlijk een soort windtunnelproeven, in die zin dat alles op kleinere schaal getest moet worden.” Om toch de juiste kennis uit de experimenten te krijgen, moeten de onderzoekers met veel geduld uitvinden hoe groot de gebruikte zandkorrels en de frequentie van de geluidsgolven moet zijn. Ook zullen ze onderzoeken welke mechanismen, naast het trillen en cavitatie, nog meer meespelen. “Misschien maken de trillingen de olie minder stroperig, waardoor die makkelijker stroomt. Al doende kom je mechanismen tegen.”
Juist in dat experimenteren, is Smeulders’ onderzoeksgroep een uitzondering. “Er zijn mensen die het hele probleem in de computer stoppen.” Bijvoorbeeld de Amerikaanse onderzoekers die het glazen buisje dat nu in het Geotechnologie laboratorium staat in de computer programmeerden. “Computersimulaties zijn goedkoper dan experimenten. Maar ze moeten wel gevalideerd worden. Bij experimenten kun je zien wat er gebeurt. Dat is heel belangrijk om nieuw begrip te krijgen.”
(Foto: Sam Rentmeester/FMAX)
Tussen de enorme metalen machines in het laboratorium van Geotechnologie staat een proefopstelling met een fragiel glazen buisje van ongeveer twintig centimeter. Dr.ir. David Smeulders (Civiele Techniek en Geowetenschappen) en zijn collega’s willen ermee onderzoeken of geluidsgolven olie kunnen los trillen uit de ondergrond. En hoe die trillingen dat doen.
“Een oliedruppel die tussen wat zandkorrels zit, krijg je niet makkelijk los”, legt Smeulders uit. Lastig voor de schoonmaak van de vele vervuilde plekken in Nederland, bijvoorbeeld vieze grond bij een benzinestation. “Zo’n druppel olie geeft zijn gif heel langzaam af aan het grondwater. Hij blijft op die manier jaren zijn omgeving vervuilen.”
Zouden die oliedruppels niet los te schudden zijn uit de houdgreep van de zandkorrels? Volgens sommige olieproducenten, andere belanghebbenden bij het lostrillen van olie, wel. “De Russen merkten dat de productie van olieputten in de buurt van ondergrondse kernproeven toenam”, vertelt Smeulders. Ze weten het aan de ondergrondse trillingen. Toen Smeulders een paar jaar geleden olieboringen in Siberië bezocht, lieten de Russen zien hoe de olieproductie toenam als ze een ‘vibroseis’ vlakbij de put lieten trillen. De trillingen van de vibroseis vertellen normaal wat zich in de ondergrond bevindt, maar nu zouden ze de olieproductie doen toenemen. “Ik heb daar mijn twijfels over”, zegt Smeulders. “Misschien hadden ze net de putten schoongemaakt.”
Smeulders wilde het verschijnsel eens goed onderzoeken. Niet door trillingen een stuk grond in te sturen. “Feit is dat er dan wel iets gebeurt. Maar wat er gebeurt is nog een onontgonnen gebied”, zegt Smeulders. “Er zijn veel factoren die mee kunnen spelen. Daarom wilde ik het systematisch aanpakken en verschillende mogelijke mechanismes apart bekijken met een experiment.”
Dus liet hij een glasblazer onlangs een pijpje maken met daarin een glazen buisje met ribbels. Tussen twee ribbels zit een oliedruppel. Door het buisje te laten trillen, schiet het los . “Omdat het met olie zo’n rotzooi wordt, kijken we nu eerst met lucht en water of de opstelling werkt”, vertelt Karel Heller, technicus van het laboratorium. “We willen weten bij welke frequentie en intensiteit de oliedruppel losschiet. En hoe: in zijn geheel of in stukjes.”
De experimenten met het glazen buisje moeten nog beginnen. Een ander mechanisme werd een paar jaar geleden al getest. Niet alleen trillingen in de ondergrond zorgen ervoor dat olie wordt losgeschud, mogelijk helpt ook ‘cavitatie’, de kracht van exploderende luchtbelletjes. Heel intensieve geluidsgolven kunnen plaatselijk de druk sterk verlagen. “Zo ontstaan luchtbelletjes die als ze exploderen de kracht kunnen hebben om oliedruppels omhoog te brengen.”
Sieraden
Juweliers gebruiken cavitatie om sieraden schoon te maken. In een bak met water zorgen acht geluidsbronnen met hoge frequentie voor luchtbellen die het vuil ‘losschieten’. “Vleermuisgeluid, wij kunnen dat niet horen”, vertelt Smeulders. Om olie uit de ondergrond los te trillen is een veel lagere frequentie nodig. “Maar dat kunnen we niet testen in een laboratorium. De proefopstelling zou veel te groot zijn, omdat de golflengte van een geluidsgolf zo’n twintig meter lang is.” Om toch meer te begrijpen, gebruikten de onderzoekers het juweliersapparaat om proeven te doen.
“We doen hier eigenlijk een soort windtunnelproeven, in die zin dat alles op kleinere schaal getest moet worden.” Om toch de juiste kennis uit de experimenten te krijgen, moeten de onderzoekers met veel geduld uitvinden hoe groot de gebruikte zandkorrels en de frequentie van de geluidsgolven moet zijn. Ook zullen ze onderzoeken welke mechanismen, naast het trillen en cavitatie, nog meer meespelen. “Misschien maken de trillingen de olie minder stroperig, waardoor die makkelijker stroomt. Al doende kom je mechanismen tegen.”
Juist in dat experimenteren, is Smeulders’ onderzoeksgroep een uitzondering. “Er zijn mensen die het hele probleem in de computer stoppen.” Bijvoorbeeld de Amerikaanse onderzoekers die het glazen buisje dat nu in het Geotechnologie laboratorium staat in de computer programmeerden. “Computersimulaties zijn goedkoper dan experimenten. Maar ze moeten wel gevalideerd worden. Bij experimenten kun je zien wat er gebeurt. Dat is heel belangrijk om nieuw begrip te krijgen.”
(Foto: Sam Rentmeester/FMAX)
Comments are closed.