توصيفگر ها :
تزريق فوم , حلالهاي كمكي , نانوذرات , تشكيل و پايداري فوم , ازدياد برداشت نفت
چكيده فارسي :
تزريق گاز دياكسيدكربن با بازده جاروبي ميكروسكوپي بالا يكي از روشهاي ارجح براي خروج هيدروكربنها از منافذ ريز در ازدياد برداشت نفت است. با اين وجود، فرآيند تزريق گاز در مخازن هيدروكربوري بهدليل ويسكوزيته پايين و چگالي كم گاز در محيطهاي متخلخل داراي مشكلاتي همچون تحرك نامطلوب و راندمان جاروب ماكروسكوپي ضعيف بوده، كه باعث پديدهي انگشتي شدن گاز و جدايش ثقلي خواهد شد. كه براي رفع اين مشكل ميتوان از فوم به دليل دارا بودن ويسكوزيته ظاهري بالا و تحرك كمتر نسبت به تحرك پذيري گاز استفاده كرد. يكي از مهمترين ويژگيهاي فيزيكي فاز مايع، كشش بين سطحي كمتر براي ايجاد فوم بوده كه با اضافه كردن سورفكتانت بهمنظور تثبيت فاز گاز درون مايع جهت توليد فوم در داخل مخازن هيدروكربوري استفاده شده است. بهانضمام سورفكتانت، استفاده از مواد شيميايي مانند: نانوذرات، حلالهاي كمكي، پليمرها، قلياها، يونهاي هوشمند و غيره اثرات قابل توجهي برعملكرد فوم داشتند. در اين پاياننامه فوم بر پايه نانوذرات به طور بالقوه براي بهبود راندمان بازيافت نفت بهعنوان عاملهاي كنترل حركت استفاده شده است. حتي در شرايط سخت مخازن كه در آن فقط سورفكتانت، يك كانديد مناسب نيست حضور نانوذرات نه تنها باعث بهبود راندمان بازيافت نفت شده است، بلكه ميزان جذب سطحي مواد شيميايي را به سنگ مخزن كاهش داده است. در تمامي مراحل انجام آزمايشات از آب ديونيزه استفاده شده است. پايداري حلالهاي كمكي و نانوذرات بهواسطهي روش فومزايي و اندازهگيريهاي نيمهعمر ارزيابي شد. از ميكرومدل آكريليك(پليمتيلمتاكريلات) جهت بررسي تأثير تزريق گاز دياكسيدكربن، سيال آبي، فوم سورفكتانت، حلال كمكي و نانوذرات در محيط شكافدار و متخلخل استفاده شده است. سورفكتانت و نانوذراتهاي مورد استفاده در اين پاياننامه به ترتيب سديم دودسيل سولفات و نانوذرات سيليكا و آلومينيوم اكسيد بوده كه نانوذره سيليكا بهواسطه تري اتوكسي وينيل سيلان اصلاح سطحي گرديده است. سطح آبدوست ذرات سيليكا با اصلاح شدن خاصيت آبگريزي پيدا كردند كه درنهايت پايداري فوم را افزايش دادند. با انجام آزمونهاي پايداري، غلظت بهينه نانوذرات سيليكا و آلومينيوم اكسيد به ترتيب 0.1 و 1 درصد وزني در غلظت بحراني مايسل بدست آمد. زمان فروپاشي فوم سورفكتانت در حضور سيليكا از 103 به 126 دقيقه و سيليكاي اصلاح شده سطحي 50،70 و 80 درصد وزني از 103 به ترتيب 144، 166 و 138بدست آمد و درنهايت نانوسيليكاي اصلاح شده سطحي 50 درصد بهعلت آبگريز بيشتر نسبت به نمونه 70 و 80 درصد وزني تأثير بيشتري روي پايداري فوم گذاشته است. با نگرش به عملكرد تزريق فوم به ميكرومدل با استفاده از غلظتهاي بهينه بدست آمده در آزمونهاي پايداري معين شد كه در فرآيند تزريق سيليكاي اصلاح شده نسبت به سيليكا، بهدليل نفوذ بيشتر نفت به درون فوم با ايجاد پيوند ذرات سيليكاي اصلاح شده با نفت، در ميزان بهرهبرداري نفت از ماتريكسها با مقدار 74.73 درصد وزني بيشترين بازيافت را داشته است.
چكيده انگليسي :
The injection of carbon dioxide gas with high microscopic sweep efficiency is one of the preferred methods to remove hydrocarbons from fine pores in enhanced oil recovery. However, gas injection process in hydrocarbon reservoirs due to the low density and viscosity have problems such as undesired mobility and weak macroscopic sweep efficiency in porous media, which will cause the phenomenon of gas fingering and gravity separation. in order to overcome this problem, foam can be used due to its high apparent viscosity and lower mobility compared to gas mobility. One of the most important physical characteristics of the liquid phase is the lower interfacial tension to create foam, which has been used by adding surfactant to stabilize the gas phase in the liquid to produce foam inside hydrocarbon reservoir. In addition to surfactant, the use of chemicals such as: nanoparticles, co-solvents, polymers, alkalis, smart ions, etc. had significant effects on foam performance. in this thesis, foam-based foam is used to improve the efficiency of oil recovery as control agents. even in the most difficult conditions of reservoirs in which only the surfactant, one candidate is not suitable, the presence of nanoparticles not only improves the efficiency of oil recovery, but also reduces the amount of adsorbed chemicals to the reservoir rock .in all step's, deionized water is used. The stability of co-solvents and nanoparticles was evaluated by foamability method and half-life measurements. Acrylic micromodel (polymethyl methacrylate) has been used to investigate the effect of carbon dioxide gas injection, aqueous fluid, surfactant foam, co-solvent and nanoparticles in fractured and porous media. The surfactant and nanoparticles used in this thesis are sodium dodecyl sulfate, silica and aluminum oxide nanoparticles respectively, and the silica nanoparticle has been surfacing modified by tri ethoxy vinyl silane. Hydrophilic surface of silica particles became hydrophobic by modification, which finally increased the stability of the foam. By conducting stability tests, the optimal concentration of silica nanoparticles and aluminum oxide was obtained as 0.1 and 1% by weight respectively in the critical micelle concentration. The disintegration time of surfactant foam in the presence of silica was from 103 to 126 minutes and surface modified silica 50, 70 and 80% by weight of 103 was obtained as 144, 166 and 138, respectively, and finally 50% surface modified nano silica is more hydrophobic than the sample. 70 and 80 percent by weight has a greater effect on the stability of the foam. Looking at the performance of foam injection into the micromodel using the optimal concentrations obtained in stability tests, it was determined that in the process of injecting modified silica compared to silica, due to the greater penetration of oil into the foam by creating a link between modified silica particles and oil, the oil exploitation of the foam with the amount of 74.73% has the highest recovery.