• شماره مدرك
    21159
  • شماره راهنما
    18138
  • پديد آورنده

    نصيري، وحيد

  • عنوان

    سنتز و مشخصه‌يابي ميكروژل‌هاي حساس به دما (آب درخشان) بر پايه پليمرهاي مصنوعي جهت كاهش توليد آب از مخازن نفت

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • گرايش تحصيلي
    مخزن
  • محل تحصيل
    اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
  • سال دفاع
    1404
  • صفحه شمار
    شانزده،128ص.:مصور،جدول،نمودار
  • توصيفگر ها

    ميكروژل , حساس به دما , كنترل توليد آب , پايداري حرارتي , پليمريزاسيون , رئولوژي

  • تاريخ ورود اطلاعات
    1405/04/19
  • كتابنامه
    كتابنامه
  • رشته تحصيلي
    نفت
  • دانشكده
    مهندسي شيمي
  • تاريخ ويرايش اطلاعات
    1405/04/20
  • كد ايرانداك
    23227643
  • چكيده فارسي
    در اين پژوهش طراحي و تهيه ميكروژل‌هاي فعال شده با دما، به منظور كنترل همزمان و مديريت توليد آب در مخزن ارائه شده است. اين محصول به روش پليمر شدن امولسيوني معكوس تهيه شد. مواد منتخب درتهيه ميكروژل‌ها در دو فاز آلي و آبي آماده شدند كه فاز آبي شامل اكريل آميد (AM)، 2-اكريل آميد2- متيل پروپان سولفونيك اسيد (AMPS)، N-N – متيلن بيس اكريل آميد (MBA)، آمونيوم پر سولفات (APS)، تري متيل پروپان تري آكريلات (TMPTA)، سديم هيدروكسيد (NaOH) و فاز آلي حاوي دو نوع سورفكتانت غير يوني شامل اسپن 60 (Span 60) و تويين 80 (Tween 80) و سيكلو هگزان بودند. بعد از تهيه تعداد سه نمونه با نسبت‌هاي مولي متفاوت، 16 آزمايش براي هر نمونه طراحي شد. اثر pH، اندازه ذرات و نسبت وزني مواد افزودني بر تورم تعادلي نمونه‌ها در دو دماي محيط (25 درجه سلسيوس) و دماي مخزن (101 درجه سلسيوس)، در دو محيط آب مقطر و آب شور (ppm 40000) مورد بهينه‌سازي قرار گرفت. سنتز1 با تورم 147 برابر نسبت به وزن اوليه نمونه و پايداري درمدت 28 روز به عنوان نمونه بهينه انخاب گرديد. نمونه بهينه به وسيله‌ي وزن سنجي حرارتي، تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني، تفرق نور پويا و رئومتري مورد شناسايي قرار گرفت. بر اساس تصاوير ميكروسكوپي، نمونه بهينه از كره‌هاي به هم چسبيده تشكيل شده است و تا دماي 250 درجه سلسيوس پايداري حرارتي دارد. همچنين ميكروژل سنتز شده استحكام مكانيكي بالايي را در آب شور (ppm 40000) و دماي 90 درجه سلسيوس از خود نشان مي‌دهد. لازم به ذكر است: مدول الاستيك نمونه در حالت سوسپانسيون و در دماي 90 درجه سلسيوس برابر با 800 پاسكال اندازه‌گيري شد. برتري مدول الاستيك به مدول ويسكوز و مستقل بودن آن به اعمال كرنش و فركانس نمايانگر خاصيت ويسكوالاستيك نمونه است. با توجه به نتايج حاصل در طول پژوهش ميكروژل حساس به دمايي با قابليت پاسخگويي به محرك دما، با ساختاري متخلخل و مقاوم به شوري آب (ppm 40000) تهيه گرديد، همانطور كه ملاحظه شد در نمونه‌اي كه عامل شبكه ساز بيشتر است (سنتز 3)، اختلاف ميزان تورم در دماي C25° و C ° 101 بسيار زياد است، علت اين امر دانسيته بسيار زياد حفره‌ها و پيوند شبكه‌اي بسيار محكم نمونه است كه باعث ناتواني در ورود آب و افزايش تورم مي‌شود. بعد از تخريب عامل شبكه‌ساز ناپايدار پس از رسيدن به دماي بحراني (دماي طراحي)، ظرفيت مناسب كافي براي نگهداري آب در ساختار ميكروژل ايجاد شده و به بيشترين ميزان تورم مي‌رسد كه نتايج حاصل از آزمون تورم تعادلي را به خوبي تاييد مي‌كند.
  • چكيده انگليسي
    In this study, the design an‎d synthesis of temperature-activated microgels for simultaneous water shutoff an‎d production control in reservoirs are presented. The microgels were synthesized via the inverse emulsion polymerization method. The selec‎ted materials were prepared in two organic an‎d aqueous pHases. The aqueous pHase consisted of acrylamide (AM), 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS), N, N′-methylenebisacrylamide (MBA), ammonium persulfate (APS), trimethylolpropane triacrylate (TMPTA), an‎d sodium hydroxide (NaOH), while the organic pHase contained cyclohexane an‎d two nonionic surfactants, Span 60 an‎d Tween 80. After synthesis, three samples with different molar ratios were prepared, an‎d sixteen experiments were designed for each sample. The effects of pH, particle size, an‎d the weight ratio of additives on the equilibrium swelling behavior of the samples were optimized at ambient temperature (25 °C) an‎d reservoir-simulated temperature (101 °C) in both distilled water an‎d saline water (40,000 ppm). Synthesis 1, exhibiting a swelling ratio of 147 times its initial weight an‎d stability over 28 days, was selec‎ted as the optimal sample. The optimized microgel was characterized using thermogravimetric analysis (TGA), field emission scanning electron microscopy (FESEM), dynamic light scattering (DLS), an‎d rheometry. Microscopic observations revealed that the optimized sample consisted of interconnected spHerical particles an‎d exhibited thermal stability up to 250 °C. Furthermore, the synthesized microgel demonstrated high mechanical strength in saline water (40,000 ppm) at 90 °C. Notably, the elastic modulus of the sample in suspension at 90 °C was measured to be 800 Pa. The dominance of the elastic modulus over the viscous modulus, along with its independence from applied strain an‎d frequency, indicates the viscoelastic behavior of the microgel. According to the results obtained during the research, a temperature-sensitive microgel with the ability to respond to temperature stimuli, with a porous structure an‎d resistant to water salinity (40,000 ppm), was prepared. As was observed, in the sample with the highest crosslinking agent (Synthesis 3), the difference in swelling rate at 25°C an‎d 101°C is very large, the reason for this is the very high density of pores an‎d the very strong network bond of the sample, which causes the inability of water to enter an‎d increase swelling. After the destruction of the unstable crosslinking agent after reaching the critical temperature (design temperature), a sufficient capacity for water retention is created in the microgel structure an‎d the maximum swelling is reached, which confirms the results of the equilibrium swelling test well.
  • استاد راهنما
    حميدرضا شاه وردي , محسن محمدي
  • استاد مشاور
    نازنين مختاري
  • استاد داور
    روح اله هاشمي , مرضيه عليدادي