26779

مطالعه تجربي استفاده از نانو سيالات حاوي نانو ذرات معدني براي تغيير ترشوندگي سنگ مخزن، به‌منظور ازدياد برداشت مخازن نفت سنگين

كارشناسي ارشد

مهندسي نفت گرايش مخازن هيدروكربوري

1397

1400/11/27

دكتر محمدتقي صادقي و دكتر حميدرضا جهانگيري

دكتر پوريا اسماعيل‌زاده

مهندسي شيمي، نفت و گاز

از مهم‌ترين روش‌هاي ازدياد برداشت از مخازن كربناته و ماسه‌سنگي مي‌توان به تغيير ترشوندگي سنگ مخزن با پيدايش فناوري نانو كه در چارچوب روش‌هاي ازدياد برداشت نقش بسزايي داشته است، اشاره نمود. هدف از انجام اين پروژه بهرهگيري از ويژگيهاي منحصربه‌فرد نانو سيالات حاوي نانو ذرات معدني كه به‌صورت اقتصادي و بدون انجام فرآيند حمام التراسونيك آماده‌شدهاند، ميباشد. براي دستيابي به اين منظور، ابتدا 3 نوع نانوذره معدني SiO₂، ₃Al₂O و TiO₂ كه توسط آسياب گلوله ماهوارهاي به روش مكانيكي، پودر 1000 مش به ابعاد نانومتري تبديل شد كه ازنظر اقتصادي به‌صرفه و سازگار با محيط‌زيست ميباشند. سپس3 نانو سيال حاوي SiO₂، ₃Al₂O و TiO₂ به همراه پخش‌كننده‌ها و پايدار كننده‌هايي همچون پلياتيلنگلايكول، تويين80، اتانول و ايزوپروپانول، توسط هيتر استيرر مغناطيسي در آزمايشگاه آماده شد. با انجام آزمايش زاويه تماس مشخص شد كه زاويه تماس قطره نفت بر روي سنگ كربناته نفت دوست شده از 132.1 درجه (نسبت به سيال سنگين) قبل از پوشش‌دهي با نانو سيال به حالت لغزش تحت زاويه حدود 90 درجه بعد از پوشش‌دهي با نانو سيال با غلظت حداقل 10 درصد وزني تغيير يافت. سپس غلظت بهينه نانو سيال و زمان بهينه پيرسازي سنگ در نانو سيال تعيين شد كه مقدار اين پارامتر‌ها به ترتيب 10% وزني و 7 روز بود. در ادامه نشان داده شد كه سنگ پوشش داده‌شده با اين نانو سيالات خاصيت ترشوندگي خود را به‌خوبي حفظ مي‌كند. پايداري حرارتي اين نانو سيال نيز در دما و فشار اتاق مورد آزمايش قرار گرفت. در ادامه آزمايش كشش بين سطحي توسط دستگاه SIGMA 700 انجام گرفت، كه نشان داده شد كشش بين سطحي از mN/m 24.029 (آب و نفت) به حدود mN/m 4 (نانو سيال و نفت) در دماي محيط كاهش پيدا كرد. به‌منظور مشخصهيابي نانو ذرات و نانو سيالات آماده‌شده آزمايش‌هاي SEM،XRF، XRD و FT-IR روي آن‌ها انجام شد. توسط آزمايش SEM مشخص شد كه سايز نانو ذرات SiO₂، ₃Al₂O و TiO₂ به ترتيب 66.5، 56.43 و 96.51 نانومتر بوده است. درنهايت پس‌ از آناليز و انجام آزمايش‌هاي مذكور، آزمايش سيلاب زني (Core Flooding) را بر روي پلاگي (Plug) كه در آون به مدت 30 روز در دماي 75 درجه سانتي‌گراد بهمنظور نفت دوست شدن قرارگرفته بود، انجام شد. حجم نفت استخراج‌شده در لوله مندرج بعد از عمليات سيلاب زني با نانو سيال (3cc) بوده است كه درواقع، RF=16.66 %به دست آمد.

1401/04/15

Experimental study of the use of nanofluids containing mineral nanoparticles to change the wettability of reservoir rock, in order to increase the recovery of heavy oil reservoirs (EOR)

2/16/2023 12:00:00 AM

One of the most important methods of Enhanecd Oil Recovery from carbonate and sandstone reservoirs is to change the wettability of the reservoir rock with the advent of nanotechnology, which has played a significant role in the framework of growing methods. The aim of this project is to take advantage of the unique properties of nanofluids containing mineral nanoparticles that are economically prepared without the ultrasonic vibration process. To achieve this, first, three types of mineral nanoparticles SiO2, Al2O3 and TiO2, which were mechanically 1000 mesh powder converted into nanometric Dimensions by Planetary Ball Mill, which are economically and environmentally friendly. Then 3 nanofluids containing SiO2, Al2O3 and TiO2 along with dispersants and stabilizers such as Polyethylene Glycol (PEG), Tween 80, Ethanol and Isopropanol were prepared in the laboratory by a Heater Stirrer. The contact angle test revealed that the contact angle of the oil droplet on the thin section of carbonate rock was from 132.1 ° (relative to the heavy fluid) before coating with nanofluid to slip at an angle of about 90 ° after coating with nanofluid with concentration At least 10% by weight was changed. Then, the optimal concentration of nanofluid and the optimal time of rock aging in nanofluid were determined. The values ​​of these parameters were 10% by weight and 7 days, respectively. It was further shown that the rock coated with these nanofluids retains its wettability properties well. The thermal stability of this nanofluid was also tested at room temperature and pressure. The interfacial tension test was performed by SIGMA 700, which showed that the interfacial tension decreased from 24.029 mN / m (water and oil) to about 4 mN / m (nanofluid and oil) at ambient temperature. SEM, XRF, XRD and FT-IR experiments were performed on the prepared nanoparticles and nanofluids to characterize them. SEM test showed that the size of SiO2, Al2O3 and TiO2 nanoparticles were 66.5, 56.43 and 96.51 nm, respectively. Finally, after analyzing and performing the mentioned experiments, the Core Flooding test was performed on a plug that was placed in an oven at 75 °C for 30 days in order to become oil-friendly. The volume of oil extracted in the pipe after flooding with nanofluid (3cc) was, in fact, RF = 16.66%.

ازدياد برداشت نفت , زاويه تماس , كشش بين سطحي , سيلاب‌زني , نانوذرات , نانوسيالات

Enhanced Oil Recovery , Contact Angle , Interfacial Tension , CoreFlooding , NanoFluids

Pedram Alilou

Dr. MohammadTaghi Sadeghi & Dr. HamidReza Jahangiri