اصلاح سطح نانولوله‌های کربنی چند دیواره عامل دار شده برای ازدیاد برداشت نفت با آب دریای کم شور

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه شیراز

2 گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی نفت و پتروشیمی، دانشگاه حکیم سبزواری

3 گروه مهندسی نفت، دانشکده مهندسی نفت و پتروشیمی، دانشگاه حکیم سبزواری

4 دانشگاه شیراز، دانشکده ی مهندسی شیمی، نقت و گاز، بخش مهندسی نفت، مرکز ازدیاد برداشت از مخازن نفتی

10.22078/pr.2021.4458.3018

چکیده

در مطالعه پیش رو، نانوکمپلکس جدیدی با اصلاح سطح نانولوله‌‌های کربنی چند دیواره عامل‌دار شده با گروه کربوکسیل، سنتز و به کار گرفته شده است. اصلاح سطح توسط سورفکتانت ستیل‌تری‌متیل آمونیوم بروماید (سی‌تب ) و پلیمر پلی اتیلن گلایکول (پگ ) صورت گرفته است. عملکرد این نانوکمپلکس سپس در برهمکنش‌های بین سطحی بین آب، نفت‌خام و سنگ دولومیتی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان دهنده پتانسیل بالای نانوکمپلکس در کاهش کشش بین سطحی است به طوری که کمترین مقدار 33/0 میلی نیوتن بر متر برای کشش بین سطحی بین نفت خام و آب دریای کم شور ثبت شده است. بر این اساس مقدار غلظت بحرانی تشکیل مایسل در سطح تماس نفت با آب مقطر و آب کم شور به ترتیب برابر 250 و 60 میلی‌گرم بر لیتر محاسبه شده‌ است. نانوکمپلکس مورد بررسی همچنین تاثیر بسیار مناسبی بر تغییر ترشوندگی نمونه سنگ مورد بررسی داشته است، به طوری که مقدار 50 میلی گرم بر لیتر از آن زاویه تماس آب با سطح سنگ را از 128 درجه به 26 درجه کاهش داده است. علاوه بر این موارد، بررسی ضرایب رگرسیون به دست آمده از تطابق داده‌های آزمایشگاهی حاصل از جذب نانوکمپلکس بر روی سطح دولومیت با دو مدل لانگمور و فروندلیش نشان می‌دهد که جذب نانوکمپلکس از مدل لانگمور پیروی می‌کند که قادر به توجیه میزان پایین جذب آن بوده است. علاوه بر این، حضور نمک میزان جذب را افزایش داده است. عملکرد بسیار مناسب نانوکمپلکس در غلظت های پایین احتمال آسیب به سازند و کاهش تراوایی را کاهش می‌دهد که مزیت اقتصادی را نیز به همراه دارد. نانوکمپکس معرفی شده نسبت به نمونه های پیشین که بر پایه‌ی نانولوله های کربنی ساخته شده بودند، از کارایی بالاتری برخوردار بوده و به عنوان افزودنی موثر جهت ازدیاد برداشت از مخازن کربناته توصیه می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Surface modification of functionalized multi-walled carbon nanotubes for EOR using low salinity seawater

نویسندگان [English]

  • Meysam Mahdavinezhad 1
  • Amin Kazemi-Beydokhti 2
  • Ali Sanati 3
  • Mohamad Reza Malayeri 4
1 Department of Petroleum Engineering, School of Chemical and Petroleum Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran
2 Department of Chemical Engineering, School of Petroleum and Petrochemical Engineering, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran
3 Department of Petroleum Engineering, School of Petroleum and Petrochemical Engineering, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran
4 Department of Petroleum Engineering, School of Chemical and Petroleum Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran
چکیده [English]

Recently, nanoparticles of various types have been used in enhanced oil recovery (EOR) research studies. Their tiny size and unique structure made them potential additives to take part in fluid/fluid and fluid/rock interactions leading to increased recovery from depleted oil reservoirs. Among different nanoparticles, multi-walled carbon nanotubes, because of their functionalization and possibility of surface modification, an abundance of carbon sources and reasonable price have gained increased attention. In this work, a novel nano-complex has been synthesized by surface modification of functionalized multi-walled carbon nanotubes using cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) surfactant and polyethylene glycol (PEG) polymer. The prepared nano-complex was then used as an EOR agent in a crude oil-low salinity seawater-dolomite system. The experimental results revealed profound reduction of IFT in the presence of the nano-complex where an IFT value of 0.5 mN/m at critical micelle concentration (CMC) of 60 ppm was recorded. Besides, profound wettability alteration from oil-wet toward water-wet state and low adsorption of the nano-complex on dolomite surface further confirmed its applicability in EOR practices.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Multi-walled Carbon Nanotube
  • surface modification with surfactant and polymer
  • functionalization with carboxyl group
  • Interfacial Tension Reduction
  • Wettability Alteration