21498

21498

مطالعه تجربي تأثير اصلاح سطح نانوذرات در تغيير ترشوندگي سنگ كربناته به منظور ازدياد برداشت نفت

دكتري

مهندسي شيمي

1392

1398/04/05

دكتر محمدتقي صادقي

دكتر رضا نوروزبيگي

مهندسي شيمي

در اين پژوهش، اصلاح سطح نانوذرات به منظور تهيه نانوذرات با خاصيت آب‌دوستي بالا انجام شد. براي اين منظور از روش‌هايي چون اتصال عاملي، استفاده از سرمايش، تابش ماكروويو و سنتز نانوذرات تركيبي استفاده شد تا نانوذراتي با خاصيت آب‌دوستي بالا سنتز شوند. اين فرآيندها منجر به افزايش مقدار گروه‌هاي هيدروكسيلي در سطح نانوذرات مي‌شوند كه دليل اصلي بهبود آب‌دوستي آن¬ها مي‌باشد. نانوذرات سنتز شده به منظور تغيير ترشوندگي سنگ كربناته از حالت كاملاً نفت دوست به آب‌دوست استفاده شدند. براي اين منظور با استفاده از اين نانوذرات نانوسيالاتي با غلظت‌هاي مختلف تهيه شدند و سنگ¬ها كاملاً با نانوسيالات اشباع شدند. زاويه تماس قطره نرمال هپتان و آب با سنگ قبل و بعد از پوشش دهي سنگ‌ها با نانوسيالات اندازه¬گيري شد. سنگ‌ها در ابتدا كاملاً نفت دوست بودند به¬طوري¬كه زاويه تماس قطرات نرمال هپتان و آب روي سطح سنگ به ترتيب °C 0 و °C 168 بود. بعد از پوشش دهي سنگ با نانوساختارها زاويه تماس نرمال¬هپتان و آب به ترتيب تا °C 170 و °C 0 تغيير كرد كه اين تأييدكننده تشكيل پوشش‌هاي كاملاً آب‌دوست روي سطوح كاملاً نفت دوست است. پوشش‌هاي ايجادشده روي سنگ‌ها پايداري بالايي در حضور آب سازند با شوري بسيار بالا از خود نشان دادند. همچنين اين نانو پوشش‌ها پايداري حرارتي و مكانيكي بالايي دارند. نانوذرات سنتز شده با استفاده از آناليزهاي SEM، XRD و FTIR مشخصه يابي شدند. بار سطحي نانوذرات در نانوسيال با استفاده از آناليز پتانسيل زتا ارزيابي شد. جذب نانوذرات روي سطح سنگ با استفاده از تصاوير SEM و آناليز XRD بررسي شد. اندازه¬گيري IFT بين نفت و نانوسيال نشان داد نانوذرات قادر به كاهش كشش بين سطحي نفت و آب هستند. نتايج حاصل از آناليزهاي مختلف، نشان‌دهنده‌ي تأثير ملموس اين فرآيندها در خواص نهايي نانوذرات سنتز شده و هم‌چنين تأثير مثبت آن‌ها در تغيير ترشوندگي به سود ازدياد برداشت نفت مخازن كربناته بوده است. در ادامه براي بررسي عملكرد نانوسيال بر تغيير ترشوندگي در مقياس مغزه و تأثير آن بر جريان سيال آزمايش¬هاي سيلاب¬زني انجام گرفت.

1398/10/10

Effect of Surface Modification of Nanoparticles on Wettability Alteration of Oil-wet Carbonate Rocks for Enhanced Oil Recovery

6/25/2020 12:00:00 AM

Stability and hydrophilicity of TiO2 nano-coating was improved in this work. TiO2 nanoparticles were prepared via conventional, microwave radiation, surfactant, refrigerating, and silica-assisted sol-gel processes. The coated rock plates were obtained by impregnating the plates with nanofluids. The modified TiO2-based coatings shows to be more effective for wettability alteration purposes compared to the conventional TiO2 coating. The un-coated surface was superhydrophobic where the n-heptane and water droplets contact angles on the rock surface were 0° and 168° respectively. The n-heptane contact angle on the rock treated via conventional, microwave radiation, surfactant, refrigerating, and silica-assisted sol-gel synthesized nanoparticles changed to 128°, 159°, 156.8°, 151° and 163° respectively. While water contact angle was 53.5°, 0°, 24.1°, 28.6°, and 0° applying the above processes. This confirms that the superhydrophilic coatings were formed on a superhydrophobic surface. The fabricated nano-coatings exhibited high thermal, mechanical and salinity stability. The rock surface before and after treatment as well as the synthesized nanoparticles were characterized by SEM, XRD, and FTIR analyses. Moreover, the surface charge of the nanoparticles in the solution was evaluated using Zeta potential analysis. Results of this study indicate the possibility of using the materials for wettability alteration of oil-wet carbonate rock in enhanced oil recovery (EOR) process. The reresults of coreflooding tests demonstrate that the oil recovery enhanced significantly through the nanofluid flooding.