بررسی آزمایشگاهی تغییر ترشوندگی سنگ مخزن نفت با استفاده از نانوذرات سیلیکا، آلومینا و تیتانیا

Abstract

در سال‌های اخیر تحقیقاتی درخصوص استفاده از نانوذرات آب‌دوست سیلیکا (SiO2)، آلومینا (Al2O3) و تیتانیا (TiO2) به منظور تغییر ترشوندگی سنگ مخزن نفت جهت بهبود فرآیند سیلاب‌زنی و در نتیجه افزایش میزان برداشت نفت صورت گرفته که همگی مؤید تأثیر قابل توجه این نانوذرات است؛ اما میزان تغییر ترشوندگی، ازدیاد برداشت نفت و پایداری هر یک از این مواد در قیاس با دیگری مشخص نبوده و مقایسه یکپارچه آن‌ها ضروری به نظر می‌رسید. در این پژوهش، علاوه‌بر ارزیابی پایداری و قیمت این نانوذرات، اثرات آن‌ها بر ترشوندگی و ازدیاد برداشت نفت در نمونه‌های مغزه ماسه‌سنگی نفت‌دوست مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به‌ویژگی آب‌دوستی این نانوذرات، می‌توان انتظار داشت با تزریق نانوسیالات حاصل از آن‌ها، ترشوندگی نفت‌دوست سنگ به حالت آب‌دوست تغییر یابد. بدین منظور در این پژوهش، 10 برش یکسان از نمونه‌های مغزه در 10 غلظت مختلف از نانوسیالات قرار گرفته و تغییرات ترشوندگی آن‌ها با اندازه‌گیری زاویه تماس به روش قطره چسبیده در زمان‌های مختلف بررسی شده است. پس از آن، سه مغزه مشابه تحت سیل‌زنی آب (سیلاب‌زنی) و سیل‌زنی نانوسیالات قرار گرفته و میزان برداشت نفت حاصل از آن‌ها ارزیابی گردیده است. نتایج نشان دادند که نانوذرات تیتانیا، سیلیکا و آلومینا به‌ترتیب بیشترین تغییر را در ترشوندگی سنگ ایجاد کرده‌اند و با افزایش غلظت هر سه نوع نانوذرات، تغییرات ترشوندگی در جهت آب‌دوستی افزایش یافته است. پس از تزریق نانوسیالات تیتانیا، سیلیکا و آلومینا با غلظت بهینه ppm 1000، میزان برداشت نهایی نفت نسبت به سیلاب‌زنی به‌ترتیب با 27/18، 66/15 و 38/12% افزایش همراه بوده است. با این وجود، چالش‌های به‌کارگیری این نانوذرات از جمله عدم پایداری و قیمت، در آلومینا و تیتانیا که نوعی نانوذرات اکسید فلزی می‌باشند، بیشتر از سیلیکا بوده است.