A nanotecnologia tem sido implementada com sucesso em muitas aplicações, tais como Nano-electrónica, Nano-biomedicina, e Nano-dispositivos, incluindo também a indústria do Petróleo e do Gás. A aplicação da nanotecnologia tem penetrado através de diferentes disciplinas petrolíferas, desde a exploração, à caracterização de reservatórios, perfuração, cimentação, produção e estimulação, recuperação de petróleo (EOR), refinação e processamento e também anti corrosões. Por exemplo, os Nano-sensores permitem a medição precisa das condições dos reservatórios. Os nano-fluidos preparados usando nano-materiais funcionais podem exibir melhor desempenho nos processos de produção de petróleo, e os nanocatalisadores melhoraram a eficiência nos processos de refinação de petróleo e petroquímicos. As nanomembranas melhoram a separação de petróleo, água e gás, a purificação de petróleo e gás, e a remoção de impurezas das águas residuais. Os nanomateriais funcionais podem desempenhar um papel importante na produção de equipamento inteligente, fiável, e mais durável.
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