اثر طول زنجیر بخش کاتیونی مایع‌یونی بر پایه امیدازولیوم بر ضریب پخش شوندگی نفت خام برروی سنگ دولومیتی در حضور یون‌های سولفات و کلراید

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی شیمی، آزمایشگاه ازدیادبرداشت نفت و فرآوری گاز، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

چکیده

سیلاب‌زنی سورفکتانت به‌دلیل مزایای عمده آن، به‌ویژه کاهش کشش‌بین‌سطحی (IFT) نفت‌خام/شورآب و تغییر ترشوندگی به‌عنوان یکی از روش‌های مؤثر در فرآیند ازدیاد برداشت نفت شناخته شده است. تحقیق حاضر با هدف بررسی اثر نوع یون‌های موجود در فاز آبی بر کارآیی سورفکتانت‌های بر پایه مایع‌یونی از خانواده امیدازولیوم با طول زنجیره کاتیونی متفاوت در بهبود این دو مکانیسم انجام شده است. برای بررسی هم‌زمان این دو مکانیسم، کار چسبندگی و پیوستگی و ضریب پخش شوندگی محاسبه شد. سورفکتانت‌های [C12 mim][Cl] و [C18 mim][Cl] در حضور الکترولیت‌های NaCl و Na2SO4 مورد بررسی قرارگرفته اند. بر اساس غلظت بحرانی مایسل (CMC)، کارآیی سه غلظت از مایعات یونی (کمتر از CMC، و بیشتر از CMC) در تغییر ترشوندگی و بهبود ضریب پخش شوندگی نفت برروی سنگ کربناته دولومیتی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان‌داد عملکرد مایع‌یونی با افزایش طول زنجیر وابسته به نوع نمک است اگرچه اهمیت غلظت سورفکتانت بیشتر از نوع نمک بوده است. به‌طور کلی، کاهش کشش‌بین‌سطحی عملکرد محلول در تغییر ترشوندگی را بهبود داده است. کمترین کشش‌بین‌سطحی و بالاترین فعالیت سطحی برای محلول [C12mim][Cl]/NaCl با IFT برابر mN/m 6/0 در غلظت های بالاتر از CMC به‌دست آمده است که نشان‌دهنده اثر هم‌افزایی نمک با آنیون-Cl و مایع یونی [C12mim][Cl] در کاهش کشش بین سطحی است که باعث تغییر ترشوندگی سنگ کربناته دولومیتی از حالت شدیداً نفت‌دوست به حالت آب دوست شده است. این دو سازوکار باعث گردید بالاترین ضریب پخش شوندگی برای مایع‌یونی با طول زنجیر کوتاه‌تر ([C12mim][Cl]) و در حضور نمک NaCl به‌دست آید.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of Cationic Chain Length Part of Ionic Liquid based on the Imidazolium on the Spreading Coefficient of Crude Oil on Dolomitic Rock Surface in the Presence of Sulfate and Chloride Ions

نویسندگان [English]

  • Mohammad Barari
  • Mostafa Lashkarbolooki
  • Reza Abedini
Enhanced Oil Recovery (EOR) and Gas Processing Research Lab., Faculty of Chemical Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
چکیده [English]

Surfactant flooding is one of the most effective methods of the enhanced oil recovery (EOR) technique since it can reduce the interfacial tension (IFT) and wettability of the crude oil oil/rock/formation brine system. The aim of this study is to investigate the effect of ions (NaCl and Na2SO4) on the efficiency of two ionic liquids (ILs) namely 1-dodecyl-3-methyl imidazolium chloride ([C12mim][C])) and 1-octadecyl-3-methyl imidazolium chloride ([C18mim][Cl]) with different alkyl chain lengths on the IFT reduction and wettability alteration using works of adhesion and cohesion and spreading coefficient. Based on the critical micelle concentration (CMC) measurement, the efficiency of ILs at three different concentrations (C), C<CMC, C=CMC, and C=CMC, are investigated to evaluate the wettability alteration on the dolomitic carbonate rock surface and oil spreading coefficient. The results show that the performance of IL with longer chain length depends on the salt type, although the importance of surfactant concentration is dominant compared with salt type effect. To sum up, it seems that the IFT reduction can improve the performance of the solution for wettability alteration. The worth mentioning point is that the highest spreading coefficient is obtained for the IL with shorter chain length ([C12mim] [Cl]) in the presence of NaCl salt.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ionic Liquids
  • Surfactant
  • Salinity
  • Spreading Coefficient
  • Interfacial Tension
  • Wettability Alteration

مراجع

[1]. Zante G, Boltoeva M, Masmoudi A, Barillon R, Trébouet D (2021) Supported ionic liquid and polymer inclusion membranes for metal separation. Separation & Purification Reviews, 51.1:100-116. ##
[2]. احمدی ص، وفایی سفتی م، بهرامیان ع، رستگار س ا، جراحیان خ (1394) بهینه‌سازی و مدل‌سازی زاویه تماس با استفاده از روش سطح پاسخ در فرآیند تغییر ترشوندگی سنگ کربناته توسط آب هوشمند، پژوهش نفت، 25، 83: 159-170. ##
[3]. منتظری م، شهرآبادی ع، نورعلیشاهی ع، موسویان م ع، حلاج ثانی ا (1397) بررسی پدیده تغییر ترشوندگی در فرآیند تزریق آب هوشمند به مخازن کربناته با استفاده از آزمایش پتانسیل زتا و زاویه تماس، پژوهش نفت، 28، 4-97: 29-39. ##
[4]. محمدی م، ریاحی س (1398) بررسی عملکرد و سازگاری نمونه آب‌های هوشمند حاوی بازدارنده‌های رسوب در مخازن کربناته، پژوهش نفت، 29، 6-98: 4-23. ##
[5]. Lashkarbolooki M. Ayatollahi S (2018) Investigation of ionic liquids based on pyridinium and imidazolium as interfacial tension reducer of crude Oil− Water and their synergism with MgCl2. Journal of Petroleum Science and Engineering. 171: 411:424, DOI: 10.1016/j.petrol.2018.07.062. ##
[6]. Hezave AZ. Dorostkar S. Ayatollahi S. Nabipour M. Hemmateenejad B (2013) Effect of different families (imidazolium and pyridinium) of ionic liquids-based surfactants on interfacial tension of water/crude oil system. Fluid Phase Equilibria. 360: 139-145, DOI: 10.1016/j.fluid.2013.09.025. ##
[7]. Manshad AK Rezaei M Moradi S Nowrouzi I Mohammadi AH (2017) Wettability alteration and interfacial tension (IFT) reduction in enhanced oil recovery (EOR) process by ionic liquid flooding. Journal of Molecular Liquids. 248: 153-162, DOI: 10.1016/j.molliq.2017.10.009. ##
[8]. Barari M. Lashkarbolooki M. Abedini R (2021) Interfacial properties of crude oil/imidazolium based ionic liquids in the presence of NaCl and Na2SO4 during EOR process. Journal of Molecular Liquids. 327: 114845, DOI: 10.1016/j.molliq.2020.114845. ##
[9]. Hiorth A, Cathles LM, Madland MV (2010) The impact of pore water chemistry on carbonate surface chargeand oil wettability. Transport in Porous Media. 85.1: 1-21, DOI:10.1007/s11242-010-9543-6. ##
[10]. Standnes DC (2001) Enhanced Oil Recovery from Oil-Wet Carbonate Rock by Spontaneous Imbibition of Aqueous Surfactant Solutions, Doctoral Thesis, Norwegian University of Science and Technology. ##
[11]. Tie H (2006), Oil recovery by spontaneous imbibition and viscous displacement from mixed-wet carbonates. University of Wyoming. ##
[12]. Nair R (2014) Smart water for eor by membranes (Master›s thesis), University of Stavanger, Norway. ##
[13]. Anderson WG (1986) Wettability literature survey-part 1: rock/oil/brine interactions and the effects of core handling on wettability. Journal of Petroleum Technology. 38(10): 1125-1144. ##
[14]. Tan Y. Guo M (2013) Using surface free energy method to study the cohesion and adhesion of asphalt mastic. Construction and Building Materials. 47: 254-260. ##
[15]. Lamperti R. Grenfell J. Sangiorgi C. Lantieri C. Airey GD (2015) Influence of waxes on adhesion properties of bituminous binders. Construction and Building Materials. 76: 404-412. ##
[16]. Kakar MR. Hamzah MO. Akhtar MN. Woodward D (2016) Surface free energy and moisture susceptibility evaluation of asphalt binders modified with surfactant-based chemical additive. Journal of Cleaner Production. 112: 2342-2353. ##
[17]. Chatzis I. Ayatollahi S (1993) The effect of gas injection rate on the recovery of waterflood residual oil under gravity assisted inert gas injection, Technical Meeting/Petroleum Conference of The South Saskatchewan Section, Petroleum Society of Canada. ##
[18]. Sakthivel S. Velusamy S. Nair VC. Sharma T. Sangwai JS (2017) Interfacial tension of crude oil-water system with imidazolium and lactam-based ionic liquids and their evaluation for enhanced oil recovery under high saline environment. Fuel. ##191: 239-250.
[19]. Zeinolabedini Hezave A. Dorostkar S. Ayatollahi S. Nabipour M. Hemmateenejad B (2014) Mechanistic investigation on dynamic interfacial tension between crude oil and ionic liquid using mass transfer concept. Journal of Dispersion Science and Technology. 35.10: 1483-1491. ##
[20]. Fathi SJ. Austad T. Strand S. (2010) “Smart water” as a wettability modifier in chalk: the effect of salinity and ionic composition. Energy and Fuels, 24.4: 2514-2519. ##
پژوهش نفت
دوره 33، 1402-1 - شماره پیاپی 128
فروردین و اردیبهشت 1402
صفحه 133-145

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار