پديد آورنده :
رضواني سيمكاني، حسين
عنوان :
بررسي آزمايشگاهي تغيير خواص سطحي با استفاده از تركيب آب هوشمند و نانوذرات اكسيد آلومينيوم و تأثير آن بر جريان سيال در محيط متخلخل
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مهندسي نفت - اكتشاف
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده معدن
صفحه شمار :
ض، ۱۴۷ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
مسعود رياضي(هيئت علمي دانشگاه شيراز) استاد راهنماي دوم
استاد راهنما :
مرتضي طبائي، مسعود رياضي(هيئت علمي دانشگاه شيراز)
استاد مشاور :
مهدي نصيري سروي
توصيفگر ها :
تغيير ترشوندگي , كشش بين سطحي , جذب آسفالتين , نانوذره اكسيد آلومينيوم , نانو - آب هوشمند , ميكرومدل شيشه اي , ازدياد برداشت از مخازن نفتي
استاد داور :
نادر فتحيان پور، حميدرضا شاهوردي
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/07/16
چكيده فارسي :
چكيده توجه به نانوذرات به دليل ويژگي هاي منحصر به فرد آن ها براي ازدياد برداشت نفت در دهه هاي اخير با رشد چشمگيري همراه بوده است از طرفي آب هوشمند نيز به عنوان روش ازدياد برداشتي مؤثر مورد توجه بسياري از مهندسين مخزن قرار دارد در اين مطالعه سعي بر آن است كه با تركيب دو روش فوق نانوذرات آب هوشمند از پتانسيل مفيد هر دو روش در بهبود توليد نفت از مخزن استفاده شود بدين منظور ابتدا آب هوشمند مورد استفاده بر اساس آناليز نمونه اي از آب درياي خيج فارس با نمك هاي NaCl و 4 MgSO ساخته و ميزان پايداري نانوذرات آلومينا در آب هوشمند پايه به وسيلهي تنظيم pH توسط دو اسيد HCl و 2 C2H4O و دو باز 3 NH و NaOH با روش عكسبرداري از رسوب بررسي شد آزمايش هاي كشش بين سطحي آب نفت آسفالتيني در دو حالت غلظت غلظت سديم كلريد ثابت و غلظت منيزيم سولفات ثابت براي غلظت هاي مختلف نانوذره در دماهاي مختلف طراحي شدند آزمايش هاي زاويه تماس بر روي سطح كوارتز براي غلظت هاي مختلف دو نمك و نانوذره در دماهاي مختلف انجام شدند همچنين تأثير غلظت هاي مختلف نانوذره بر ويسكوزيته بين سطحي آب نفت جذب آسفالتين و ويسكوزيتهي نفت و امولسيون هاي تشكيل شده نيز صورت گرفت در انتها حاالت بهينهي به دست آمده از آزمايش هاي كشش بين سطحي و زاويه تماس براي بررسي بيشتر پايداري مورد آناليز طيف جذب قرار گرفته و سپس به درون محيط متخلخل اشباع از نفت و آب همزاد در ميكرومدل شيشه اي تزريق شدند نتايج پايداري نشان مي دهند كه هيدروكلريك اسيد بيشترين پايداري را در حدود 6 2 pH ايجاد مي كند كه به دليل ايجاد بارهاي سطحي و نيروهاي دافعه اي بين ذرات سوسپانسيون است مطابق آزمايش هاي كشش بين سطحي بيشترين كاهش در دو حالت اتفاق مي افتاد 1 كاهش 05 درصدي كشش بين سطحي از 1 83 به 9 81 ميلي نيوتن بر متر با افزايش 4 برابري غلظت آب درياي منيزيم سولفات در غلظت آب درياي سديم كلريد در حضور 2 0 گرم بر ليترنانوذره در دماي 06 درجه سانتيگراد و 2 كاهش 06 درصدي كشش بين سطحي با كاهش 3 برابري غلظت آب درياي سديم كلريد در غلظت آب درياي منيزيم سولفات در حضور 1 0 گرم بر ليتر نانوذره از 1 83 به 9 51 ميلي نيوتن بر متر در دماي 06 درجه سانتيگراد اين ن تايج نشان مي دهد كه كاهش يون هاي خنثي سديم و كلر نسبت به افزايش يون هاي تعيين كننده منيزيم و سولفات در سيال پايه در كاهش كشش بين سطحي آب نفت از اولويت بيشتري برخوردار است چرا كه با غلظت كمتر نانوذره كاهش كشش بين سطحي بيشتري را سبب مي شود آزمايش هاي زاويه تماس مربوط به سيستم نفت نانو آب هوشمند كوارتز نشان مي دهند كه با افزايش 4 برابري غلظت منيزيم سولفات در غلظت آب درياي سديم كلريد در حضور 1 0 گرم بر ليتر نانوذره ميزان ترشوندگي از شديدا نفت دوستي 551 درجه تا شديدا آب دوستي 24 درجه در بازهي 42 ساعت تغيير مي كند برخالف نتايج كشش بين سطحي نتايج زاويه تماس نشان مي دهند كه افزايش غلظت يون هاي تعيين كننده در مقايسه با كاهش يون هاي غيرفعال در سيال پايه در كاهش زاويه تماس در حضور نانوذرات از اهميت بيشتري برخوردار است نتايج حاصل از ويسكوزيتهي نفت خام نيز نشان مي دهند كه اين نانوذره به دليل خاصيت كاتاليزوري داراي قابليت كاهش ويسكوزيته ي بالك نفت خام و ويسكوزيته بين سطحي آب نفت است بر اين اساس مكانيزم جديدي براي كاهش كشش بين سطحي ارائه شد ميزان جذب نانوذرات روي آسفالتين نيز در نمونه هاي 07 03 درصد حجمي نفت آب نيز بررسي شد و مشاهده شد كه اين جذب از مدل جذب تك اليه النگموئير نوع 1 تبعيت مي كند نتايج حاصل از تزريق غلظت هاي بهينه به محيط متخلخل نشان دادند كه اضافه شدن نانوذره اكسيد آلومينيوم به سيال تزريقي مي تواند منجر به بهبود توليد نفت ناشي از تغيير ترشوندگي كاهش كشش بين سطحي جذب آسفالتين و در نهايت بهبود نسبت تحرك به دليل كاهش ويسكوزيتهي بالك نفت و افزايش ويسكوزيتهي فاز تزريقي به دليل تشكيل و پايداري امولسيون شود بر اين اساس بيشترين ميزان بازيافت نهايي مربوط به تزريق نانو آب هوشمند حاصل از تست دوم كشش بين سطحي به ميكرومدل بود كه بازيافت نهايي 04 درصد را در فرآيند تزريق ثانويه و افزايش 01 درصدي بازيافت نهايي كل بعد از تزريق ثانويه آب هوشمند پايه را در فرآيند تزريق آب مقطر آب هوشمند نانو آب هوشمند به عنوان تزريق ثالثيه بر جاي گذاشت كلمات كليدي تغيير ترشوندگي كشش بين سطحي جذب آسفالتين نانوذره اكسيد آلومينيوم نانو آب هوشمند ميكرومدل شيشهاي ازدياد برداشت از مخازن نفتي
چكيده انگليسي :
Master of Science Experimental Investigation of Improvement of Surface Properties Using aCombination of Aluminium Oxide Nanoparticles and Smart Water and Its Effect on Fluid Flow in Porous Medium Author Hosein Rezvani Simakani Supervisors Dr Morteza Tabaei and Dr Masoud Riazi Department Department of Mining Engieering Date 6 27 2018 Language PersianAbstractAttention to nanoparticles for EOR purposes has been proliferated in the last decades due totheir unique properties On the other hand smart water is an efficient EOR method that hasbeen noticed by reservoir engineers This research attempts to benefit from the synergisticeffects of both methods nanoparticles smart water for improved oil production For this purpose the smart water was first synthesized in the laboratory by NaCl and MgSO4salts according to the compositional analysis of a seawater sample and the effect of differentacids HCl and C2H4O2 and bases NH3 and NaOH on the stability of Al2O3 nanofluids weremonitored by the imaging technique The asphaltenic oil water IFT measurements weredesigned in two cases 1 constant NaCl concentration and constant MgSO4 concentration both at different concentrations of Al2O3 nanoparticles and different temperatures The contactangle measurements of oil nano smart water quartz system were carried out for differentconcentrations of Al2O3 nanoparticles NaCl and MgSO4 at different temperatures The effectof nanoparticles on the oil water interfacial viscosity asphaltene adsorption and the viscosityof oil bulk and water oil emulsion was also investigated In the end the optimum casesobtained from IFT and contact angle measurements were analyzed by absorbance spectrumfor further stability investigation and then were injected into an oil wet porous medium in aglass micromodel The stability investigation indicated that HCl provided the highest stability time at pH 2 6 which mainly results from the development of surface charges and repulsive forces betweenparticles in suspension The results on IFT measurements showed the minimum IFT in twocases 1 a 50 reduction in IFT value from 38 1 to 18 9 mN m 1 with the addition of 4times MgSO4 seawater concentration at NaCl seawater concentration and 0 2 gr L Al2O3nanoparticles and 2 a 60 reduction in IFT value from 38 1 to 15 9 mN m 1 by thereduction of NaCl seawater concentration by 3 times at MgSO4 seawater concentration and0 1 gr L Al2O3 nanoparticles both at pH 2 6 and 60 The results show that the reduction ofinactive ions Na and Cl of the base fluid is of greater importance compared to the increasein potential determining ions Mg2 and SO42 since it provides lower IFT values with lowernanoparticle concentrations The contact angle results show that increasing MgSO4 seawaterconcentration by 4 times at NaCl seawater concentration has changed the quartz wettabilityfrom strongly oil wet 155 to the strongly water wet 42 over 24 hours Compared to theIFT results contact angle measurements show that the increase in potential determining ions
استاد راهنما :
مرتضي طبائي، مسعود رياضي(هيئت علمي دانشگاه شيراز)
استاد مشاور :
مهدي نصيري سروي
استاد داور :
نادر فتحيان پور، حميدرضا شاهوردي
