12608

12608

ساخت و بررسي ژل پليمر هوشمند حساس به pH حاوي نانو ذرات سيليس با قابليت كاربرد در ازدياد برداشت از مخازن نفتي

كارشناسي ارشد

شيمي - ترموسينتيك

اسفند ماه 1392

اسفند ماه 1392

دكتر محمد رضا مقبلي

دكتر عماد رعايايي

چكيده هيدروژل هاي هوشمند موادي خاص با كاربردهاي ويژه مي باشند. اين مواد مي توانند با توجه برخي عوامل محيطي مانند دما، pH و آنزيم ها متورم شوند. اين مواد مي توانند كاربردهاي متنوعي داشته باشند. يكي از اين كاربردها در ازدياد برداشت از مخازن نفت مي باشد. اين مواد با نفوذ به نواحي پرتراوا و متورم شدن در آن جا، امكان افزايش برداشت نفت از نواحي كم تراوا را فراهم مي كنند. در اين پروژه تحقيقاتي، ابتدا ذرات هيدروژل هوشمند حساس به pH حاوي نانوذرات سيليس، به روش پليمريزاسيون تعليقي وارون و با رويكرد توليد ذرات سازگار با مخازن نفت توليد شدند. براي توليد اين ذرات سه فاكتور دور همزن، نسبت دو مونومر در ساختار ذرات و ميزان نانوذرات سيليس در نظر گرفته شد و با توجه به آن ها طراحي آزمايش آماري صورت گرفت. نتايج حاصل از بررسي اندازه و مورفولوژي ذرات توسط تصاوير ميكروسكوپ الكتروني پويشي (SEM)، نشان داد كه با افزايش دور همزن متوسط اندازه ذرات كاهش يافت. در مقابل افزايش مقدار نانوذرات سيليس و كاهش نسبت اكريليك اسيد به اكريل آميد منجر به افزايش متوسط اندازه ذرات شد. بررسي مورفولوژيكي ذرات هم نشان داد، كه ذرات توليد شده عموماً داراي شكل به نسبت كروي و سطح صاف هستند. ساختار ذرات توليد شده نيز به وسيله آناليز اسپكتروسكوپي مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR) مورد بررسي قرار گرفت. هم چنين اثر عوامل مختلفي مانند دما، pH و نمك بر رفتار سينتيكي تورم ذرات هيدروژل مورد مطالعه قرار گرفت. مطابق نتايج به دست آمده، با كاهش دما و افزايش غلظت نمك تورم ذرات كاهش يافت. كاهش pH نيز منجر به كاهش شديد تورم ذرات شد كه اين امر نشان دهنده حساسيت ذرات نسبت به pH مي باشد. با استفاده از روش طراحي آزمايش مكعب مركزي، يك مدل آماري جهت پيش بيني رفتار تورم ذرات به دست آمد. نتايج بررسي رئولوژيكي ذرات نشان داد كه افزودن نانوذرات سيليس خواص مكانيكي هيدروژل را به طور مطلوبي افزايش داده است. در ادامه عملكرد ذرات هيدروژل تهيه شده، در ازدياد برداشت از مخازن نفتي در دو مرحله انجام شد. در مرحله اول به منظور بررسي رفتار ذرات در محيط متخلخل از تزريق آن ها به دو ميكرومدل دومسيره همگن و ناهمگن استفاده شد. مطابق نتايج به دست آمده، ذرات هيدروژل توانستند در ميكرومدل همگن، 23.53% و در مدل ناهمگن، 55.05% ، برداشت نفت را افزايش دهند. درتزريق اين ذرات به مغزه هتروژن به عنوان گام عملي تر در بررسي كاربرد اين ذرات در ازدياد برداشت، اين ذرات ، برداشت نفت را به ميزان 12.23% افزايش دهند. واژه‌هاي كليدي: هيدروژل هوشمند حساس به pH، نانوسيليس، كوپليمر اكريل آميد-اكريليك اسيد، ازدياد برداشت