بررسی عملکرد کامپوزیت‌های هیدروژلی با عامل شبکه‌ساز استات کروم III و پلی‌اتیلن ایمین در کنترل جبهه آب تولیدی از مخازن نفتی

Abstract

در این پژوهش، به منظور مدیریت و کنترل تولید آب، دو نوع هیدروژل‌ مبتنی‌بر کوپلیمر آکریل‌آمید و 2-آکریلامیدو-2-متیل‌پروپان‌سولفونیکاسید، با هدف بررسی اثر عوامل شبکه ساز با دو عامل شبکه‌کننده استات‌کروم III و پلی اتیلن ایمین (PEI) سنتز و ارزیابی شد. خواص ساختاری و رفتار رئولوژیکی هیدروژل‌ها با استفاده از آزمون‌های بطری، جاروب‌کرنش و تورم‌‌تعادلی بررسی شد. بهینه‌سازی غلظت اتصال‌دهنده‌عرضی با آزمون بطری و کدهای سیدانسک انجام و غلظت ppm5000 به‌عنوان غلظت بهینه اتصال‌دهندگان‌عرضی با معیار کد سیدانسک H تعیین شد. طبق آزمون جاروب‌کرنش مدول‌الاستیک برای نمونه با اتصال‌دهنده استات‌کرومIII و پلی‌اتیلن‌ایمین در کرنش 1% به ترتیب برابر 142 و 109 پاسکال بود، برتری معنادار مدول‌الاستیک به مدول‌ویسکوز در هر دو نمونه و عدم وابستگی مدول‌ها به تغییرات کرنش تا کرنش‌بحرانی (416% و 164%) نشانگر ایجاد ساختار سه‌بعدی و با استحکام ساختاری قابل توجه در هر دو هیدروژل بود. با این حال هیدروژل با اتصال‌دهنده‌عرضی استات‌کرومIII 30% مدول‌الاستیک بالاتری نسبت به نمونه با اتصال‌دهنده‌عرضی پلی‌اتیلن‌ایمین داشته است. تورم‌تعادلی نمونه با اتصال‌دهنده‌عرضی استات‌کرومIII و پلی‌اتیلن‌ایمین در دمای 90 درجه سانتی‌گراد، در آب مقطر به ترتیب برابر 55.6 و 78.6 و در آب باشوری ppm 200000، 12.8 و 22.5 بود. وجود اتصال‌دهنده عرضی آلی و آب‌دوست که قابلیت جذب مقادیر زیادی آب را در سیستم ایجاد می‌کند دلیل تورم‌تعادلی بیشتر هیدروژل با اتصال عرضی پلی‌اتیلن‌ایمین معرفی شد. طبق نتایج هیدروژل‌های پلیمری ویسکوالاستیک با خواص مکانیکی مناسب و قابلیت تورم در محیط های شور و دما بالا، می‌توانند به‌عنوان یک ابزار مؤثر برای بهبود مدیریت تولید آب در مخازن نفتی مورد استفاده قرار گیرند.