ارزیابی کارایی ائروژل های سیلیکایی نانوساختار در تغییر ترشوندگی سنگ مخزن
[پایاننامه]
/حسن برگزین
: دانشکده مهندسی شیمی
، ۱۳۹۱
۱۲۰ ص
چاپی - الکترونیکی
کتابنامه در آخر پایان نامه
دکتری
مهندسی شیمی
دانشگاه صنعتی سهند
امروزه با توجه به توسعه صنایع و نیاز روز افزون به انرژی، علاوه بر توسعه روشهای نوین و تجدیدپذیر انرژی، سعی در بهبود استفاده از منابع موجود است .هم اکنون نفت و گاز طبیعی مهمترین بخش تولید انرژی جهان را تشکیل میدهند که میزان تولید روز به روز آنها وابسته به توسعه فناوریهای نوین است .از جمله این موارد توسعه فناوریهای ازدیاد برداشت نفت از مخازن به کمک مواد شیمیایی است .فناوری نانو از جمله مواردی است که در صنایع مختلف و به خصوص صنایع بالادستی نفت مورد توجه قرار گرفته است .در این بین استفاده از نانوذرات به عنوان عامل تغییر دهنده خواص ترشوندگی سطح سنگ مخزن در سالهای اخیر توسط چندین محقق مورد بررسی قرار گرفته است .نانوذرات سیلیکا به عنوان عامل تغییر دهنده خواص سطحی مورد استفاده قرار گرفته و نتایج مختلفی برای آنها به دست آمده است .ائروژلهای سیلیکایی از نانوذرات ۲ الی ۵ نانومتری سیلیکا تشکیل شدهاند که در یک ساختار سه بعدی بیشکل با اندازه حفرات ۲ تا ۵۰ نانومتری به یکدیگر چسبیدهاند .در این رساله پتانسیل ائروژل سیلیکایی سنتز شده با روشی خاص در جهت تغییر خواص ترشوندگی سنگ مخزن بررسی میشود . ائروژل سیلیکایی نانوساختار با استفاده از پیش ماده آبشیشه و روش خشکسازی اتمسفریک تهیه شد .خواص ائروژل سیلیکایی با استفاده از روشهای مختلف آنالیز مانند SEM :،TEM ،FTIR ،TG/DTA ،BET ، BJH و غیره تعیین گردید .محلول کلوئیدی ائروژل سیلیکایی از طریق التراسوند نمودن ائروژل در محیط مایع تهیه گردید .خواص محلول کلوئیدی با استفاده از اندازهگیری پتانسیل زتا و توزیع اندازه ذرات کلوئیدی بررسی گردید .پارامترهای مختلف تاثیرگذار در پایداری محلول کلوئیدی، که در مخازن نفتی نیز تاثیرگذار هستند، نیز بررسی شد .غلظت نمک، نوع نمک، pH و دمای محیط مخزن جزء مهمترین پارامترهای تاثیرگذار در پایداری محلول کلوئیدی تزریق شده هستند .پایداری محلول کلوئیدی با استفاده از تئوری DLVO وnon-DLVO مدلسازی شده و نتایج با مقادیر تجربی مقایسه شد .تاثیر محلول کلوئیدی در تغییر خواص ترشوندگی سنگ مخزن در فشار اتمسفر از طریق غوطهورسازی برشهای یکسان از سنگ مخزن ماسهای در درون آب و گازوئیل بررسی شد .برای بررسی اثر نانوذرات در فشار بالا از سیستم تزریق در فشار بالا از درون مغزه تحت فشار استفاده شد .با استفاده از تجهیزات سیلابزنی، محلول کلوئیدی از درون مغزه عبور داده شد و زاویه تماس مورد بررسی قرار گرفت .نتایج بررسیهای اتمسفریک نشان داد ائروژلها میتوانند زاویه تماس سنگ مخزن را از حالت آب دوست و آبگریز به حالت ترشوندگی با زاویه تماس ۹۰ درجه تبدیل نمایند .سطح ویژه بالای ائروژلها سبب شد تا در مقادیر بسیار کم مورد استفاده بتوان به نتایج تغییر ترشوندگی مناسب رسید .بررسی پایداری ائروژلها در شرایط مخزن با استفاده از تئوری DLVO و non-DLVO نشان میدهد شرایط موجود در مخزن مانند غلظت نمک، نوع نمک و دمای مخزن تاثیر بسیار زیادی در پایداری محلول کلوئیدی دارد و به خصوص غلظت بالای نمک سبب ناپایداری شدید محلول کلوئیدی میشود .همچنین زبری سطح نانومواد مورد استفاده تاثیر بسیار بالایی در پایداری محلول کلوئیدی دارد و با افزایش زبری سطح میزان پایداری محلول کلوئیدی بسیار کاهش مییابد .تزریق محلول کلوئیدی در نمونه سنگ مخزن در فشار بالا توانایی ائروژلهای سیلیکایی را در تغییر خواص ترشوندگی نشان داد .اندازهگیری نرخ آشام نشان داد نانومواد در اثر تغییر ترشوندگی سبب تغییر نرخ آشام میشوند