اصلاح سطح نانوذرات SiO2 و TiO2 و کاربرد آن در تغییر ترشوندگی سنگ مخزن نفت دوست

مطالعه ریزساختار محل اتصال فولاد CK15 روکش کاری شده به روش لحیم کاری سخت برنز C93200
آبان ۲۹, ۱۳۹۶
انرژی برق‌آبی (هیدروالکتریک)
آبان ۲۹, ۱۳۹۶

اصلاح سطح نانوذرات SiO2 و TiO2 و کاربرد آن در تغییر ترشوندگی سنگ مخزن نفت دوست

چکیده
بسیاری از بزرگ¬ترین میدان¬های نفتی دنیا را مخازن کربناته تشکیل می‌دهند که اکثر آن‌ها به طور طبیعی نفت¬دوست هستند. استفاده از روش‌های متداول ازدیاد برداشت نفت در این مخازن بازده کمتر از ۱۰ درصد دارد، بنابراین ازدیاد برداشت از این مخازن نیازمند توسعه فناوری‌های جدید است؛ یکی از روش¬های جدیدبهبود و افزایش ازدیاد برداشت از مخازن، استفاده از نانوذرات به منظور تغییر ترشوندگی سنگ از نفت¬دوست به آب¬دوست است که سبب تسهیل فرآیند جداسازی سیال هیدروکربوری از سنگ مخزن می¬شود و میزان تولید را افزایش می¬دهد. این پژوهش، اثر نانوذرات TiO2 و SiO2 اصلاح شده بر تغییر ترشوندگی سنگ مخزن کربناته را بررسی می¬کند. برای این منظور در ابتدا نانوذرات اکسید تیتانیوم و سیلیکا به روش سل ژل، سنتز شده و برای بهبود خواص آب¬دوستی آن¬ها از اتصال عاملی و سرمایش بعد از اتمام هیدرولیز استفاده شده-است. ساختار نانوذرات سنتز شده با استفاده از میکروسکوپ الکترون روبشی (SEM) بررسی¬شده¬است. نانوذرات TiO2 و SiO2 سنتز شده به ترتیب دارای قطر ۳۵ و ۲۰ نانومتر هستند. سپس با استفاده از این نانوذرات نانوسیالاتی با غلظت‌های مختلف تهیه‌شده‌اند و زاویه تماس قطره نرمال هپتان با سنگ در حضور آب، قبل و بعد از قراردادن سنگ¬ها در نانوسیال اندازه¬گیری شد، نتایج نشان داد که در ابتدا زاویه تماس نرمال هپتان با سنگ صفر درجه است و بعد از قراردادن سنگ در نانوسیال SiO2 اصلاح شده با غلظت¬های ۰۳۳/۰، ۰۷/۰ و ۳۳/۰ زاویه تماس به ترتیب تا ̊ ۱۲۳ ، ̊ ۱۲۵ و ̊ ۱۵۵ تغییر کرده است و بعد از قراردادن سنگ در نانوسیال TiO2 اصلاح شده با غلظت¬های مشابه زاویه تماس به ترتیب تا ̊ ۱۵۱ ، ̊ ۱۳۵ و ̊ ۱۱۵ تغییر کرده است؛ بنابراین این نانوذرات توانایی تغییر ترشوندگی سنگ کربناته از حالت نفت¬دوست به آب¬دوست را دارند و می¬توانند به منظور ازدیاد برداشت نفت به کار روند.

واژه‌های کلیدی: ازدیاد برداشت نفت، نانوسیال، مخازن کربناته، تغییر ترشوندگی، زاویه تماس

مقدمه
بسیاری از بزرگ‌ترین میدان‌های نفتی دنیا را مخازن کربناته تشکیل می‌دهند که اکثر آن‌ها به‌طور طبیعی شکافدار ، نفت¬دوست و با نفوذپذیری پایین هستند، برداشت نفت از این مخازن محدود به استخراج نفت به دام افتاده در سازندهای با نفوذپذیری پایین است [۱]؛ بیشتر مخازن کربناته ترجیحاً نفت¬دوست هستند و در سیلاب زنی معمول آب در این مخازن، سیال پیشران از میان کانال‌های به وجود آمده در اثر نسبت تحرک پذیری نامطلوب به سمت چاه تولیدی حرکت کرده و از کنار مقدار زیادی از نفت مخزن عبور کرده و آن‌ها را پوشش نمی‌دهد بنابراین بازده روش سیلاب زنی با آب در این مخازن نسبتاً پایین است، وجود شکاف ها می‌تواند بازده جاروب زنی سیال تزریقی را کاهش دهد و درنتیجه برداشت نفت از مخازن کربناته کاهش می‌یابد [۲].
با توجه به اینکه افزایش تنها مقدار کمی در ضریب ازدیاد برداشت نفت منجر به میلیاردها دلار سود اضافی خواهد شد، انگیزه بسیار بالایی برای توسعه تکنیک‌ها و روش‌های نوین برداشت نفت باقی‌مانده در این مخازن به وجود آمده است، یکی از روش های بهبود بازده در فرایند سیلاب زنی با آب ، تغییر ترشوندگی سنگ مخزن آن از نفت دوست به آب دوست است [۷, ۸].
بیش از ۸۵ درصد از مخازن ایران کربناته هستند که اکثر آن¬ها به طور طبیعی نفت¬دوست هستند تراوایی نسبی فاز آب در آن‌ها زیاد و تراوایی نسبی فاز نفت کم است و کارایی روش سیلاب¬زنی آبی در این دسته از مخازن کم است [۷, ۹].
یکی از ایده¬های جدیدی که برای تولید بیشتر نفت مطرح گردیده است تغییر ترشوندگی سنگ¬های نفت¬دوست به آب-دوست است [۱۰]؛ اگر بتوان به روشی سطوح سنگ مخزن را آب‌دوست کرد، با نفوذ بیشتر آب در خلل و فرج، تراوایی فاز آب کم شده و تراوایی فاز نفت بیشتر می‌شود که این پدیده منجر به ازدیاد برداشت نفت خواهد شد [۱۱, ۱۲].
نانوذرات، نسبت سطح به حجم بسیار بالایی دارند که باعث می¬شود انرژی سطحی بالایی داشته باشند که با جذب آن‌ها روی یک سطح جامد می¬توانند انرژی سطحی و ترشوندگی سیستم را تغییر دهند [۱۳].
میزان موفقیت سیلاب¬زنی با نانوسیال به فاکتورهای بسیاری مانند غلظت نانوذرات در سیال پایه، نوع، اندازه و شکل نانوذرات، نوع سیال پایه، pH، دما، مواد افزودنی و حلال بستگی دارد که باید مورد بررسی قرار گیرد. در سال‌های اخیر مطالعات آزمایشگاهی برای بررسی عملکرد این مواد در فرایند ازدیاد برداشت آغازشده است و استفاده از نانوسیال مناسب و مقدار بهینه و فاکتورهای مؤثر بر آن نیازمند بررسی بیشتر در این زمینه است [۱۴, ۱۵].
جو و همکارانش جذب نانوذرات آب¬دوست پلی سیلیکون برای تغییر ترشوندگی سطح ماسه سنگ را بررسی کردند و نتیجه¬گیری کردند که این نانوذرات عوامل مؤثری برای ازدیاد برداشت نفت هستند [۱۶-۱۸]. هندرانینگرات ¬ و همکارانش از نانوذرات آب¬دوست سیلیکا برای ازدیاد برداشت در مخازن ماسه¬سنگی استفاده کردند و پارامترهای مؤثر بر فرآیند ازدیاد برداشت مثل اندازه و غلظت نانوذرات، ترشوندگی اولیه سنگ و دما را بررسی کردند و نتیجه¬گیری کردند که با افزایش دما و کاهش اندازه نانوذرات ازدیاد برداشت افزایش می¬یابد [۵, ۱۴]. کریمی و همکارانش اثر نانوذرات ZrO2 بر تغییر ترشوندگی سنگ مخزن کربناته را بررسی کردند و نشان دادند که این نانوذرات توانایی تغییر ترشوندگی سنگ کربناته از حالت شدیداً نفت¬دوست به حالت شدیداً آب¬دوست را دارند [۱۹]. گیرالدو و همکارانش اثر نانوذرات Al2O3 را بر تغییر ترشوندگی ماسه سنگ با ترشوندگی متوسط را بررسی کردند و نشان دادند که این نانوذرات توانایی تغییر ترشوندگی سنگ از حالت نفت-دوست به آب¬دوست را دارند [۲۰]. صفری و همکارانش اثر جذب نانوذرات آب¬دوست پلی¬سیلیکون را در تغییر ترشوندگی سطح ماسه¬سنگ بررسی کردند و نتیجه¬گیری کردند که نانوذرات پلی¬سیلیکون عوامل مؤثری برای ازدیاد برداشت نفت با تزریق آب هستند. طبق تصاویر میکروسکوپ الکترون عبوری، نانوذرات پلی¬سیلیکون بر روی دیواره حفرات مشاهده شدند [۲۱]. فنگ و همکارانش تغییر ترشوندگی سنگ را از حالت مایع¬دوست به حالت گاز¬دوست به وسیله نانوذرات و سورفکتانت¬ها را بررسی کردند [۱۲]؛ همچنین موسوی و همکارانش اثر نانوذرات سیلیکای فلوئورینه را بر تغییر ترشوندگی مخازن گاز میعانی بررسی کردند و نشان دادند این نانوذرات توانایی تغییر ترشوندگی سنگ از حالت مایع¬دوست به حالت گاز-دوست را دارند [۲۲].
استفاده از نانو ذرات ممکن است محدودیت¬هایی را به وجود ¬آورد به عنوان مثال تهیه نانوسیال پایدار نیازمند استفاده از پایدارکننده¬ها و مواد افزودنی است و یا نانوذرات ممکن است به خوبی جذب سطح سنگ نشوند تا خاصیت آن را به حالت آب¬دوستی تغییر دهند؛ با اصلاح سطح نانوذرات می¬توان این مشکلات را بهبود بخشید و خواص شیمیایی و فیزیکی متفاوتی را در سطح آن¬ها ایجاد کرد، با تغییر شیمیایی در سطح نانوذرات می¬توان از آگلومره شدن آنها جلوگیری کرده و ویژگی های آن¬ها را بهبود بخشید [۲۳-۲۵].
در این مقاله برای تغییر ترشوندگی سنگ کربناته از نانوذرات سیلیکا و اکسید تیتانیوم و اصلاح سطح آن¬ها (به منظور افزایش میزان آب¬دوستی آن¬ها) استفاده¬شده¬است. سطح نانوذرات را می¬توان توسط روش¬های مختلفی اصلاح کرد، در این پژوهش از اتصال¬های عاملی با استفاده از Tween80 و سرمایش بعد از هیدرولیز برای این منظور استفاده شده است. اندازه و شکل نانوذرات سنتز شده با استفاده از میکروسکوپ الکترون روبشی (SEM) بررسی¬شده¬است؛ سپس با استفاده از این نانوذرات نانوسیالاتی با غلظت‌های مختلف تهیه‌ شده و بعد از قرار دادن سنگ‌ها در نانوسیالات، ترشوندگی سنگ از حالت نفت¬دوست به آب¬دوست تغییر داده‌شده است. از اندازه¬گیری زاویه تماس قطره نفت با سنگ در حضور آب در غلظت‌های مختلف برای تعیین ترشوندگی سنگ استفاده‌شده است.

مواد و روش¬ها
مواد
تیتانیوم ایزوپروپوکساید (TTIP) (98%)، نیتریک اسید (۶۵%)، اتانول (۵/۹۹%)، نرمال هپتان (۹۹%)، آمونیاک (۲۵%) و Tween 80 که همگی از شرکت Merck خریداری شده‌اند، در آزمایش‌های اندازه‌گیری زاویه تماس نرمال هپتان (C10H22) به عنوان نماینده نفت مورد استفاده قرار می¬گیرد.

تهیه نانوسیالات
نانو سیالات حاوی سوسپانسیونی از نانوذرات در یک سیال پایه هستند، برای تهیه نانوسیال، نانوذرات در شکل پودر مانند، در آب یون‌زدایی شده مخلوط می‌شوند و توسط امواج فراصوت پایدار می‌شوند. در این آزمایش¬ها ۶ نانوسیال با غلظت های حجمی مختلف تهیه شده است. میزان نانوذرات استفاده‌شده برای هر دو نوع نانوذرات سیلیکا و اکسید تیتانیوم ۰۳۳/۰ ، ۰۷/۰ ، ۳۳/۰ درصد وزنی بوده است که در جدول ۱ مشاهده می‌کنید.

جدول ۱

سوسپانسیون‌های نانوذرات در ابتدا با استفاده از هیتر استیرر به مدت ۱ ساعت در دمای °C 50 هم¬زده می¬شود و سپس با استفاده از هموژنایزر به مدت ۲۰ دقیقه هم¬زده شده و در حدود ۱ ساعت با استفاده از حمام فراصوت میزان توده‌ای شدن آن‌ها کاهش‌یافته و همچنین از پخش شدن ذرات پودری در محلول آبی اطمینان حاصل می شود.

آماده¬سازی سنگ¬ها
سنگ مورداستفاده در این آزمایش‌ها از سازند کربناته تهیه شده است و به صورت کُر و طی عملیات کُرگیری از مخزن گرفته شده که در آزمایشگاه به صورت ورقه هایی مربع شکل به طول cm3 و ضخامت mm2 تهیه شده و سطح آن¬ها به منظور اندازه¬گیری زاویه تماس کاملاً صیقلی و همگن شده است. سپس نمونه¬ها با تولوئن و آب مقطر شسته شده و در آون با دمای °C 60 به مدت ۲۴ ساعت خشک می¬شوند و به مدت ۴۸ ساعت در نانوسیالات درون ظروف دربسته پلاستیکی قرار می دهند و درب آن را محکم می بندند و در آون با دمای °C 80 قرار می¬گیرد تا نانوذرات جذب سطح سنگ شوند تا سطوح آن را از نفت¬دوستی به آب¬دوستی تغییر دهد، سپس نمونه ها در دمای °C 60 به مدت ۱ ساعت خشک می¬شوند و برای اندازه گیری زاویه تماس آماده می¬شوند. که مبنای این مدت زمان بر اساس سایر مقالات و پروژه های تحقیقاتی قرار دارد.

اندازه‌گیری زاویه تماس:
جهت بررسی تأثیر جذب نانوذرات در تغییر ترشوندگی سنگ مخزن، از آزمایش زاویه تماس استفاده‌شده است. در این آزمایش زاویه تماس نرمال هپتان (در حضور آب) با سطح سنگ مخزن قبل و بعد از اصلاح ترشوندگی، توسط عکس¬برداری اندازه-گیری شده است.
برای اندازه‌گیری زاویه تماس نفت با سطح سنگ در حضور آب از دستگاه اندازه‌گیری زاویه تماس شامل یک دوربین Canon 700D و یک محفظه برای قرار دادن سنگ و قطره نفت استفاده‌شده است. برای هر نمونه سنگ زاویه تماس ۴ نقطه مختلف اندازه گیری شده و مقدار متوسط آن¬ها گزارش شده است.
تصویر دستگاه اندازه‌گیری زاویه تماس در شکل ۱ نشان داده‌شده است.

شکل ۱

بحث و نتایج
بررسی شکل و اندازه نانوذرات
تصویر SEM برای بررسی ساختار نانوذرات به کار برده می¬شود، شکل ۲ تصویر SEM نانوذرات TiO2 سنتز شده که در دمای °C 800 کلسینه شده¬اند را نشان می¬دهد، این نانوذرات دارای قطر متوسط nm35 هستند.میکروسکوپ الکترونی روبشی که به آن Scanning Electron Microscope یا به اختصار SEM گویند یکی از ابزارهای مورد استفاده در فناوری نانو است که با کمک بمباران الکترونی تصاویر اجسامی به کوچکی ۱۰ نانومتر را برای مطالعه تهیه می کند . بمباران نمونه سبب می شود تا الکترونهایی از نمونه به سمت صفحه دارای بار مثبت رها شود که این الکترونها در آنجا تبدیل به سیگنال می شوند ، حرکت پرتو بر روی نمونه مجموعه ای از سیگنال ها را فراهم می کند که بر این اساس میکروسکوپ می تواند تصویری از سطح نمونه را بر صفحه کامپیوتر نمایش دهد و قطر ذره را محاسبه کند.

شکل ۲

شکل ۳ تصویر SEM نانوذرات SiO2 سنتز شده را نشان می¬دهد، این نانوذرات به شکل کروی و قطر متوسط nm20 هستند.

شکل ۳

حفرات سنگ دارای توزیع قطری کمتر از میکرون تا نانومتر هستند، با توجه به آنکه نانوذرات دارای قطری از یک تا ۱۰۰ نانومتر می¬باشند لذا از کوچک‌ترین سایز حفرات کوچک‌تر بوده و به علت سبکی زیاد مستقل از نیروی جاذبه، به صورت معلق در سیال تزریقی باقی‌مانده و وارد لایه‌های کم¬تراوا با نفوذپذیری در حد میکرودارسی می¬شوند، این ذرات در برخورد با فاز ناپیوسته (مانند سنگ و نفت) یک فیلم نازک تشکیل می¬دهند و با وارد کردن فشار بر سطح جدایی دو فاز موجب جدایش نفت از سطح سنگ و خروج نفت از حفرات ریزتر به حفرات بزرگ‌تر و رانده شدن نفت به مسیرهای بزرگ‌تر و درنتیجه تولید بیشتر خواهد شد. بنابراین این مواد گزینه مناسبی برای تغییر ترشوندگی هستند [۳۰, ۳۱].
برای بررسی اثر نانوذرات روی تغییر ترشوندگی سطح سنگ کربناته، نانوسیالات با غلظت های مختلف تهیه شده و سنگ ها در آن¬ها قرار داده شد. سپس سنگ مخزن به مدت ۲ روز درون نانوسیالات تهیه‌شده قرار داده شد و آزمایش زاویه تماس با قطرات نرمال هپتان بر روی آن انجام شد. جدول ۲ ، زاویه تماس قطره نفت با سطح سنگ در حضور آب بعد از جذب نانوذرات به سطح سنگ را نشان می‌دهد.
بعد از قراردادن سنگ در نانوسیال SiO2 اصلاح شده با غلظت¬های ۰۳۳/۰، ۰۷/۰ و ۳۳/۰ زاویه تماس به ترتیب تا̊ ۱۲۳ ،̊ ۱۲۵ و ̊ ۱۵۵ تغییر کرده است¬(جدول ۲). غلظت ۳۳/۰ % از این نانوذرات قادر است خاصیت ترشوندگی را از شدیداً نفت-دوست به حالت کاملاً آب¬دوست تغییر دهد (شکل ۷).
بعد از قراردادن سنگ در نانوسیال، TiO2 اصلاح شده با غلظت¬های ۰۳۳/۰، ۰۷/۰ و ۳۳/۰ زاویه تماس به ترتیب تا ̊ ۱۵۱ ، ̊ ۱۳۵ و ̊ ۱۱۵ تغییر کرده است؛ زمانی که ۰۳۳/۰ % از این نانوذرات استفاده می شود بیشترین تغییر در زاویه تماس مشاهده می¬شود که به دلیل افزایش تشکیل نانوساختارها روی سطح سنگ می باشد.(شکل ۸)، بنابراین این نانوذرات با جذب روی سطح سنگ کربناته توانایی تغییر ترشوندگی سنگ کربناته از حالت نفت¬دوست به آب¬دوست را دارند و می¬توانند به منظور ازدیاد برداشت نفت به کار روند. درواقع زمانی که یک سنگ آب‌دوست است یعنی در حضور نفت تمایل آب برای چسبیدن به سطح سنگ بیشتر از نفت بوده و درنتیجه در حفرات ریز و اطراف سنگ‌ها آب وجود خواهد داشت. این کار منجر به راندن نفت از حفرات ریزتر به حفرات بزرگ‌تر و همچنین راندن نفت به مسیرهای بزرگ‌تر و درنتیجه تولید نفت بیشتر می‌شود [۱۶, ۳۲].
تغییر خاصیت ترشوندگی سنگ با این نانوذرات به خاطر وجود گروه‌های هیدروکسیل نانوذرات TiO2 و SiO2 است. در این فرآیند مولکول¬های آب حفره¬های اکسیژن سطح نانوذرات را اشغال می¬کنند و تولید گروه OH می‌کنند که سبب به وجود آمدن سطح آب¬دوست می¬شود (شکل ۹). تعادل گروه هیدروکسیل و اکسیژن در سطح نانوذرات، ترشوندگی سطح را کنترل می¬کند [۳۳]. جذب نانوذرات سیلیکا و اکسید تیتانیوم توسط سطح سنگ کربناته در شکل ۱۰ نشان داده شده است.

نتیجه‌گیری

این پژوهش یک روش جدید و مؤثر در تغییر ترشوندگی سنگ مخزن کربناته نفت¬دوست با استفاده از نانوذرات اصلاح شده TiO2 و SiO2 ارائه می¬دهد. جذب این نانوذرات می¬تواند برای تشکیل یک سطح زبر با انرژی سطحی بالا برای دیواره¬های داخلی میکروکانال¬های پیچیده و غیرقابل مشاهده مثل محیط متخلخل سنگ¬ها به کار رود. این سطوح آب¬دوست/نفت¬گریز می¬توانند به طور چشمگیری منجر به کاهش مقاومت جریان سیال در مخزن شوند.برای بررسی تغییر ترشوندگی سنگ، ۲ نوع نانوذره مختلف تهیه شده است. در ابتدا نانوذرات اکسید تیتانیوم و سیلیکا به روش سل ژل سنتز شده و برای بهبود خواص آب¬دوستی آن¬ها از اتصال عاملی با استفاده از Tween 80 و سرمایش بعد از اتمام هیدرولیز استفاده شده است که این عوامل بر اندازه و شکل نانوذرات تأثیرگذار است. اندازه و شکل نانوذرات سنتز شده با استفاده از میکروسکوپ الکترون روبشی (SEM) مشاهده شده است. نانوذرات TiO2 و SiO2 سنتز شده به ترتیب دارای قطر ۳۵ و ۲۰ نانومتر هستند. سپس با استفاده از این نانوذرات نانوسیالاتی با غلظت‌های مختلف تهیه‌شده‌اند و بعد از قرار دادن سنگ‌ها در دمای مخزن ¬(°C 80) در نانوسیالات زاویه تماس قطره نفت با سنگ در حضور آب در غلظت‌های مختلف نانوذرات اندازه¬گیری شده¬است، نتایج نشان داد که درصورت استفاده از نانوذرات، TiO2 اصلاح شده که با افزایش غلظت نانوسیال تاثیر آن بر روی تغییر ترشوندگی نیز بیشتر شده ، زاویه تماس از صفر درجه تا ۱۵۱ درجه تغییر کرده است و می توان گفت که این نانو سیال که قطر بزرگتری دارد در غلظت های پایین تر عملکرد بهتری روی تغییر ترشوندگی دارد و در صورت استفاده از نانوذرات SiO2 اصلاح شده که با افزایش غلظت نانو سیال تاثیر آن بر روی تغییر ترشوندگی بیشتر شده ، زاویه تماس از صفر درجه تا ۱۵۵ درجه تغییر کرده است؛ ¬ پس می توان نتیجه گرفت که این نانو سیال که قطر کمتری دارد در غلظت های بالاتر خاصیت ترشوندگی را بهتر تغییر می دهد. ونهایتا بطور کلی نشان می¬دهد نانوذرات اصلاح شده آب‌دوست توانایی تغییر ترشوندگی سنگ از حالت نفت-دوست به آب¬دوست را دارند.

مراجع

[۱]. Jarrahian, K., Seiedi, O., Sheykhan, M., Sefti, M. V., and Ayatollahi, S., “Wettability alteration of carbonate rocks by surfactants: A mechanistic study”. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. Vol. 410, pp. 1-10, 2012.
[۲]. Anganaei, H., Pourabdollah, K., and Rostami, A., “Experimental Improvement of Nano-Enhanced Oil Recovery Using Nano-Emulsions”. Arabian Journal for Science and Engineering. Vol. 39,(8), pp. 6453-6461, 2014.
[۳]. Bennetzen, M. V. and Mogensen, K. “Novel applications of nanoparticles for future enhanced oil recovery”. in Society of Petroleum Engineers – International Petroleum Technology Conference 2014, IPTC 2014 – Innovation and Collaboration: Keys to Affordable Energy. 2014.
[۴]. Hendraningrat, L., Li, S., and Torsæter, O. “Effect of some parameters influencing enhanced oil recovery process using Silica Nanoparticles: An experimental investigation”. in Society of Petroleum Engineers – SPE Reservoir Characterisation and Simulation Conference and Exhibition, RCSC 2013: New Approaches in Characterisation andModelling of Complex Reservoirs. 2013.
[۵]. Hendraningrat, L., Li, S., and Torsæter, O., “A coreflood investigation of nanofluid enhanced oil recovery”. Journal of Petroleum Science and Engineering. Vol. 111, pp. 128-138, 2013.
[۶]. Yousefvand, H. and Jafari, A., “Enhanced Oil Recovery Using Polymer/nanosilica”. Procedia Materials Science. Vol. 11, pp. 565-570, 2015.
[۷]. Abhishek, R., Kumar, G. S., and Sapru, R. K., “Wettability alteration in carbonate reservoirs using nanofluids”. Petroleum Science and Technology. Vol. 33,(7), pp. 794-801, 2015.
[۸]. Ahmadi, M.-A. and Shadizadeh, S. R., “Nanofluid in Hydrophilic State for EOR Implication Through Carbonate Reservoir”. Journal of Dispersion Science and Technology. Vol. 35,(11), pp. 1537-1542, 2014.
[۹]. Roustaei, A. and Bagherzadeh, H., “Experimental investigation of SiO2 nanoparticles on enhanced oil recovery of carbonate reservoirs”. Journal of Petroleum Exploration and Production Technology. Vol. 5,(1), pp. 27-33, 2015.
[۱۰]. Ayatollahi, S. and Zerafat, M. M. “Nanotechnology-assisted EOR techniques: New solutions to old challenges”. in Society of Petroleum Engineers – SPE International Oilfield Nanotechnology Conference 2012.
[۱۱]. Al-Anssari, S., Barifcani, A., Wang, S., Maxim, L., and Iglauer, S., “Wettability alteration of oil-wet carbonate by silica nanofluid”. Journal of Colloid and Interface Science. Vol. 461, pp. 435-442, 2016.
[۱۲]. Feng, C., Kong, Y., Jiang, G., Yang, J., and Zhang, Y., “Alteration of porous media wettability to gas-wetting by sol-gel and fluorochemical surfactant”. Petroleum Science and Technology. Vol. 32,(15), pp. 1898-1904, 2014.
[۱۳]. Wang, K., Liang, S., and Wang, C., “Research of improving water injection effect by using active SiO 2 nano-powder in the low-permeability oilfield”, in Advanced Materials Research. pp. 207-212, 2010.
[۱۴]. Hendraningrat, L. and Torsæter, O., “Metal oxide-based nanoparticles: revealing their potential to enhance oil recovery in different wettability systems”. Applied Nanoscience. Vol. 5,(2), pp. 181-199, 2014.
[۱۵]. Ponmani, S., Nagarajan, R., and Sangwai, J., “Applications of nanotechnology for upstream oil and gas industry”. Journal of Nano Research. Vol. 24, pp. 7-15, 2013.
[۱۶]. Ju, B. and Fan, T., “Experimental study and mathematical model of nanoparticle transport in porous media”. Powder Technology. Vol. 192,(2), pp. 195-202, 2009.
[۱۷]. Ju, B., Fan, T., and Li, Z., “Improving water injectivity and enhancing oil recovery by wettability control using nanopowders”. Journal of Petroleum Science and Engineering. Vol. 86–۸۷, pp. 206-216, 2012.
[۱۸]. Ju, B., Fan, T., and Ma, M., “Enhanced oil recovery by flooding with hydrophilic nanoparticles”. China Particuology. Vol. 4,(1), pp. 41-46, 2006.
[۱۹]. Karimi, A., Fakhroueian, Z., Bahramian, A., Pour Khiabani, N., Darabad, J. B., Azin, R., and Arya, S., “Wettability Alteration in Carbonates using Zirconium Oxide Nanofluids: EOR Implications”. Energy & Fuels. Vol. 26,(2), pp. 1028-1036, 2012.
[۲۰]. Giraldo, J., Benjumea, P., Lopera, S., Cortés, F. B., and Ruiz, M. A., “Wettability Alteration of Sandstone Cores by Alumina-Based Nanofluids”. Energy & Fuels. Vol. 27,(7), pp. 3659-3665, 2013.
[۲۱]. Safari, M. and Jamialahmadi, M., “Effect of polysilicon nanoparticles on enhanced oil recovery in Iranian oil reservoir”. International Journal of Nano Dimension. Vol. 3,(3), pp. 199-205, 2013.
[۲۲]. Mousavi, M. A., Hassanajili, S., and Rahimpour, M. R., “Synthesis of fluorinated nano-silica and its application in wettability alteration near-wellbore region in gas condensate reservoirs”. Applied Surface Science. Vol. 273, pp. 205-214, 2013.
[۲۳]. Ahmadi, M. A. and Shadizadeh, S. R., “Adsorption of novel nonionic surfactant and particles mixture in carbonates: Enhanced oil recovery implication”. Energy and Fuels. Vol. 26,(8), pp. 4655-4663, 2012.
[۲۴]. Zhao, J., Milanova, M., Warmoeskerken, M. M. C. G., and Dutschk, V., “Surface modification of TiO2 nanoparticles with silane coupling agents”. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. Vol. 413, pp. 273-279, 2012.
[۲۵]. Zhu, F., Kong, E. S.-W., Zhang, J., and Zhang, Y., “Surface modification of TiO2 nanoparticles through plasma polymerization of acrylic acid”. Chemical Physics Letters. Vol. 423,(4–۶), pp. 270-275, 2006.
[۲۶]. Naik, S., You, Z., and Bedrikovetsky, P., “Rate enhancement in unconventional gas reservoirs by wettability alteration”. Journal of Natural Gas Science and Engineering. Vol. 26, pp. 1573-1584, 2015.
[۲۷]. Liu, X., Kang, Y., Luo, P., You, L., Tang, Y., and Kong, L., “Wettability modification by fluoride and its application in aqueous phase trapping damage removal in tight sandstone reservoirs”. Journal of Petroleum Science and Engineering. Vol. 133, pp. 201-207, 2015.
[۲۸]. Björn, H., Claudio, C., Mark, S., and Michael, M., “Continuum concepts in nanoscale capillary impregnation”. New Journal of Physics. Vol. 10,(11), pp. 113022, 2008.
[۲۹]. Ershadi, M., Alaei, M., Rashidi, A., Ramazani, A., and Khosravani, S., “Carbonate and sandstone reservoirs wettability improvement without using surfactants for Chemical Enhanced Oil Recovery (C-EOR)”. Fuel. Vol. 153, pp. 408-415, 2015.
[۳۰]. Mohammed, M. and Babadagli, T., “Wettability alteration: A comprehensive review of materials/methods and testing the selected ones on heavy-oil containing oil-wet systems”. Advances in Colloid and Interface Science. Vol. 220, pp. 54-77, 2015.
[۳۱]. Hou, B.-f., Wang, Y.-f., and Huang, Y., “Mechanistic study of wettability alteration of oil-wet sandstone surface using different surfactants”. Applied Surface Science. Vol. 330, pp. 56-64, 2015.
[۳۲]. Kaasa, A. T., “Investigation of how silica nanoparticle adsorption affects wettability in water-wet berea sandstone, An Experimental Study”. Norwegian University of Science and Technology, 2013.
[۳۳]. Ehtesabi, H., Ahadian, M. M., Taghikhani, V., and Ghazanfari, M. H., “Enhanced Heavy Oil Recovery in Sandstone Cores Using TiO2 Nanofluids”. Energy & Fuels. Vol. 28,(1), pp. 423-430, 2014.

جدول ۱- نانوسیالات تهیه‌شده برای تغییر ترشوندگی سنگ

نانوذرات غلظت (%wt)
۰۳۳/۰
TiO2 اصلاح شده ۰۷/۰
۳۳/۰
۰۳۳/۰
SiO2 اصلاح شده ۰۷/۰
۳۳/۰

­جدول ۲- زاویه تماس قطره نفت با سطح سنگ در حضور آب بعد از جذب نانوذرات به سطح سنگ

نانوذرات غلظت (%wt) زاویه تماس (°)
۰۳۳/۰ ۱۵۱

TiO2 اصلاح شده

۰۷/۰ ۱۳۵
۳۳/۰ ۱۱۵
۰۳۳/۰ ۱۲۳
SiO2 اصلاح شده ۰۷/۰ ۱۲۵
۳۳/۰ ۱۵۵

رضا کیانی زاده۱، دکتر محمدرضا عادل زاده۲

۱-دانشجو،دانشکده فنی و مهندسی،دانشگاه آزاد اسلامی،واحد امیدیه

kian6262@yahoo.com

۰۹۱۶۶۸۱۱۲۷۸

۲-استادیار، دانشکده فنی و مهندسی،دانشگاه آزاد اسلامی،واحد امیدیه

reza.adelzadeh@gmail.com

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *