مطالعه آزمایشگاهی سیلاب‌زنی با نانوسیالات و مکانیزم‌های مؤثر بر افزایش بازیافت نفت با استفاده ازمیکرومدل شیشه‌ای

Abstract

این مقاله بخشی از نتایج یک مطالعه جامع با هدف دستیابی به نانوسیالات پایدار و مؤثر جهت استفاده به عنوان سیال تزریقی غیرامتزاجی در یکی از مخازن نفتی کربناته ایران است. در این مطالعه کارایی سه نانو سیال گاما-آلومینا، اکسید آهن(III) و سیلیکا در سه غلظت 200، 500 و ppm 600 و در دو نسبت ترکیب متفاوت آب سازندی و آب تزریقی این مخزن، با شوری‌های 106000 و ppm 234000 جهت ازدیاد برداشت از این مخزن مورد مطالعه قرار گرفته است. در این بخش از مطالعه، با انجام آزمایشات جریان دو بعدی در بستر میکرومدل شیشه‌ای در دمای محیط و فشار اتمسفریک جابه‌جایی نفت توسط سیال تزریقی مطالعه گردید و مکانیزم‌های عملکرد نانوسیالات در افزایش بازیافت مورد بررسی قرار گرفتند. قبل از تزریق با اندازه‌گیری پتانسیل زتا برای این سیالات در بازه دمایی و فشاری تا دما و فشار مخزن (C°90 و psi 2700) و در هر دو شوری، از پایداری این نانوسیالات اطمینان حاصل شد. نتایج این آزمایشات نشان داد که تزریق هر سه نانو سیال در هر دو شوری می‌تواند بازیافت نفت را نسبت به بازیافت ناشی از تزریق آب نمک با شوری مشابه تا 25% افزایش دهد. در هر دو شوری بیشترین بازیافت برای نانو سیال آلومینا و سپس به ترتیب برای اکسید آهن(III) و سیلیکا ثبت گردید. با توجه به تفاوت ناچیز گرانروی نانوسیالات و گرانروی آب نمک با شوری مشابه و همچنین عدم تغییر قابل توجه در کشش بین سطحی فاز آبی- نفت برای نانو سیالات آلومینا و سیلیکا و نتایج تست های استاتیک تعیین زاویه تماس، مکانیزم تغییر ترشوندگی به سمت آب‌دوستی را می توان به عنوان مکانیزم غالب در افزایش بازیافت نانوسیالات آلومینا و سیلیکا در این افزایش بازیافت در نظر گرفت. با توجه به تغییر کمتر زاویه تماس توسط نانوسیال اکسید آهن(III) و نتایج تست قطره ی آویزان جهت اندازه‌گیری کشش بین سطحی برای این نانوسیال، می توان مکانیزم کاهش کشش بین سطحی فاز آبی- نفت برای نانو سیال اکسید آهن(III) را به عنوان مکانیزم غالب در این افزایش بازیافت در نظر گرفت. فرایند تشکیل امولسیون با نانو سیال اکسید آهن(III) و نفت تاییدی بر این مکانیزم برای نانو سیال اکسید آهن(III) است.