توصيفگر ها :
فوم , پايداري فوم , آسفالتين , ميكرومدل
چكيده فارسي :
امروزه محققان و مهندسان در سراسر جهان به علت افزايش روزافزون تقاضا براي انرژي، به مطالعه و توسعه روش‌هاي ازدياد برداشت از مخازن نفتي مي‌پردازند. يكي از روش‌هاي ازدياد برداشت از مخازن، تزريق گاز است. تزريق گاز به دليل محدوديت‌هاي كم و اقتصادي‌تر بودن نسبت به بقيه روش‌ها به‌سرعت مورد استفاده قرار گرفت، اما روش تزريق گاز نيز داراي مشكلاتي نظير جدايش گرانشي، انگشتي شدن و كانالِ شدن است كه سبب مي‌شود تا براي رفع آن‌ها و افزايش راندمان كار از روش‌هاي جايگزين استفاده شود. يكي از روش‌هاي كه براي جايگزيني تزريق گاز استفاده مي‌شود روش تزريق فوم است. به پراكندگي گاز درون محيط پيوسته‌اي از مايع، فوم گفته مي‌شود. فوم با افزايش ويسكوزيته ظاهري و كاهش تحرك‌پذيري مشكلات به وجود آمده ناشي از تزريق گاز را تا حدودي برطرف مي‌كند. عوامل مختلفي در مخزن مثل شوري، دما، فشار و نفت خام بر روي پايداري فوم تأثير مي‌گذارند. تحقيقات زيادي در مورد تأثير نفت بر روي پايداري فوم انجام شده اما تأثير آسفالتين موجود در نفت بر روي پايداري فوم تا به امروز مورد بررسي قرار نگرفته است. هدف از اين تحقيق بررسي اثر حضور و مقدار آسفالتين بر روي پايداري فوم دي‌اكسيدكربن است. براي تحقق اين هدف، آزمون پايداري فوم در حضور غلظت‌هاي مختلف آسفالتين انجام شده است. از زمان نيمه‌عمر فوم براي پايداري آن استفاده مي‌شود. براي بررسي علت چگونگي تأثير آسفالتين بر روي پايداري فوم از آزمايش‌هاي اسپكتروفتومتري جذب UV/VIS و آزمايش پتانسيل زتا استفاده شد. پايداري فوم بر روي عملكرد آن در تزريق به محيط متخلخل براي بازيافت نفت نيز تأثيرگذار است. براي بررسي اين موضوع، فوم تشكيل شده به درون ميكرومدل شيشه‌اي اشباع از غلظت‌هاي مختلف آسفالتين تزريق مي‌شود.
در اين تحقيق از سورفكتانت سديم دودسيل سولفات (SDS) در غلظت (356/0 درصد وزني) و نانوذره سيليكا در غلظت (06/0 درصد وزني) براي تشكيل و پايداري فوم استفاده شده است. نفت سنتزي (شامل غلظت‌هاي 5/0، 1، 3، 5، 10، 5/12، 15 درصد وزني آسفالتين در تولوئن) با نسبت 5 و 10 درصد وزني به محلول فوم تهيه مي‌شود. آزمون پايداري در ابتدا براي فوم سورفكتانت و فوم سورفكتانت/نانوذره در حضور نسبت 5 درصد وزني نفت سنتزي انجام شد. نيمه‌عمر فوم سورفكتانت/نانوذره در حضور غلظت 5/0 درصد وزني آسفالتين برابر 703 ثانيه و نيمه‌عمر فوم سورفكتانت در همان غلظت برابر 509 ثانيه است. از طرفي افزايش غلظت آسفالتين به 15 درصد وزني به ترتيب سبب كاهش نيمه‌عمر فوم‌هاي سورفكتانت/نانوذره و سورفكتانت به مقادير 298 و 239 ثانيه شده است. با انجام آزمايش‌هاي اسپكتروفتومتري جذب و پتانسيل زتا مشخص شد آسفالتين‌ها بر روي سورفكتانت‌ها و نانوذرات جذب مي‌شوند. جذب سورفكتانت و نانوذره روي آسفالتين سبب مي‌شود تا بار سطحي آن‌ها كاهش پيدا كند. وقتي بار سطحي كاهش پيدا كند، نيروي دافعه بين نانوذره‌ها و سورفكتانت‌هاي يوني در دو سمت لاملا كاهش يافته و سطوح باهم برخورد مي‌كنند و لاملا از بين مي‌رود. به اين دليل پايداري فوم در حضور آسفالتين كاهش پيدا مي‌كند. علاوه بر اين با افزايش نسبت نفت سنتزي به محلول فوم از 5 به 10 درصد وزني، كاهش پايداري فوم در اثر آسفالتين بيشتر خواهد شد. نتايج عملكرد فوم سورفكتانت/نانوذره در بازيافت نفت سنتز شده با غلظت‌هاي مختلف آسفالتين در ميكرومدل مشخص كرد كه با افزايش غلظت آسفالتين از 5/0 به 15 درصد وزني، مقدار بازيافت نفت سنتزي توسط فوم روند كاهشي دارد. بيشترين ميزان بازيافت با مقدار 94/93 درصد مربوط به زماني بود كه غلظت آسفالتين در نفت سنتز شده برابر 5/0 درصد وزني است و كمترين ميزان بازيافت با مقدار 16/81 درصد براي حالتي بود كه غلظت آسفالتين حدود 15 درصد وزني است.
چكيده انگليسي :
Today, researchers and engineers around the world, due to the increasing demand for energy, are studying and developing Enhanced oil recovery methods (EOR). One of the methods of the EOR is, gas injection. Due to less restrictions and being more economical than other methods, the gas injection method is rapidly used, but the injection method also has problems such as gravitational separation, fingering , and canalization, which causes them to use alternative methods for solving them and increasing the efficiency of the work. one of the methods used to replace gas injection is foam injection method. Foam is dispersion of gas in a continuous environment of liquid. The foam, with increasing the apparent viscosity and decreasing mobility, will eliminate problems caused by the gas. Different factors in the tank , such as salinity, temperature, pressure and crude oil affect the foam stability. Lots of research, has been done on the impact of oil on foam stability however the effect of asphaltene in oil, on foam stability has not been investigated yet. the aim of this study is to investigate the effect of the presence and amount of asphaltene on the stability of carbon dioxide foam. to achieve this goal, the foam stability test was carried out in the presence of different concentrations of asphaltene. The half-life of foam is used for its stability. UV/VIS absorption spectrophotometric and Zeta potential tests were applied to investigate the cause of how asphaltene effects on stability of foam. The stability of the foam also effects its performance in injection into the porous medium for oil recycling. To investigate this issue, formed foam is injected into glass micro models which saturated with different concentrations of asphaltene.
In this research, sodium dodecyle sulfate surfactant (SDS) at concentration of (0.356 %wt) and silica nanoparticle with a concentration of (0.06 %wt) have been used for formation of foam and its stability. Synthetic oil is prepared in ratio of foam solution in 5 and 10% by weight, which contains concentrations of 0.5, 1, 3 ,5 ,10 ,12.5 ,15% wt of asphaltene in toluene. stability test was performed first for surfactant foam and surfactant/nanoparticle foam in the presence of 5% wt of synthetic oil. The half-life of surfactant/nanoparticle foam in the presence of 0.5% by weight of asphaltene is 703 seconds and the half-life of surfactant foam at the same concentration is 509 seconds. On the other hand, increasing the concentration of asphaltene to 15% by weight has reduced the half-life of surfactant/nanoparticle and surfactant foams to 298 and 239 seconds. By performing of absorption spectrophotometry and Zeta potential tests, was found that; asphaltens are absorbed on surfactants and nanoparticles. Absorption of surfactants and nanoparticles on asphaltene reduces their surface load. When the surface charge decreases, the repulsive force between the nanoparticles and ionic surfactants on both sides of the Lamella decreases and the surfaces collide. then, the Lamella disappears and the foam stability decreases sharply. In addition, by increasing the ratio of synthetic oil to foam solution from 5 to 10 %by weight, the stability of the foam due to asphaltene will increase. The results of surfactant/nanoparticle foam performance in the recycling of synthesized oil with different concentrations of asphaltene in the micro-model showed that, by increasing the asphaltene concentration from 0/5 to 10 % by weight, the amount of synthetic oil recycled by foam decreases. The highest rate of recycling is 93.94 % when the concentration of asphaltene in the synthesized oil is 0.5% wt and the lowest recycling rate is 81.16 for the condition where the asphaltene concentration is about 15% by weight.
