عنوان پایان‌نامه
ساخت نانو سیال از نانو آلومینای عامل دار شده به منظور بکارگیری در ازدیاد برداشت نفت
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه کاسپین شماره ثبت: K67;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78747;کتابخانه کاسپین شماره ثبت: K67;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78747
- تاریخ دفاع
- ۰۲ بهمن ۱۳۹۵
- دانشجو
- سامان باقرپور
- استاد راهنما
- سید حامد موسوی
- چکیده
- در این تحقیق، نانوسیالات پایدار از نانوآلومینای عاملدار در دو مورفولوژی‌های متفاوت سنتز شد و برای افزایش بهبود ازدیاد برداشت نفت بکار گرفته شد. ابتدا با استفاده از بوهمیت و سودوبوهمیت و استیک اسید، نانوآلومینای هیبرید شده با گروه کربوکسیلات (کربوکسیلات-آلوموکسان) تولید شد. آنالیزهای FT-IR، SEM و BET بر روی نمونه‌ها انجام شد. سپس در غلظت‌های 200 تا ppm500 نانوسیالات از نانوساختارهای آلومینا با استفاده از آب دیونیزه تهیه شد. آنالیزهای پایداری دمایی و پتانسیل زتا نیز جهت بررسی پایداری نانوسیال انجام گرفت. آزمایش‌ها در میکرومدل با الگوی کربناته که از نفت اشباع شد، انجام گرفت. تست کشش بین سطحی و زاویه تماس با استفاده از نانوسیالات ساخته شده از کربوکسیلات-آلوموکسان در غلظت‌های مختلف بر روی نمونه صورت گرفت. تغییرات ویسکوزیته و دانسیته نیز با افزایش غلظت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از آنالیز FE-SEM دو نانوذره عاملدار، نشان داد که سایز نانوذرات S.B.A-Alumoxane در حدود 14/07 نانومتر تا 29/33 نانومتر می‌باشد و مورفولوژی به صورت دانه‌های به هم چسبیده و نانو پودرهای بی شکل می‌باشد. سایز نانوذرات B.A-Alumoxane نیز در حدود 41/13 نانومتر تا 66/31 نانومتر می‌باشد و مورفولوژی آن از نوع نانو ورقه‌های به هم چسبیده می‌باشد. نتایج حاصل از آزمایشات میکرومدل نشان داد، میزان برداشت نفت با افزایش غلظت نانوسیال، افزایش یافت و از 26/6 % برای آب، برای نمونه S.B.A-Alumoxane به 79/38 % و برای نمونه B.A-Alumoxane به 60/32 % رسید. زاویه تماس نفت و سنگ کربناته با افزایش غلظت نانوسیال کاهش یافت و از 164/16 درجه، برای نمونه S.B.A-Alumoxane به 28/55 درجه و برای نمونه B.A-Alumoxane به 35/54درجه رسید. با افزایش غلظت نانوذره کشش بین سطحی بین فاز نفت و نانوسیال کاهش یافت و از mN/m19/346، برای نمونه S.B.A-Alumoxane به mN/m 11/841و برای نمونه B.A-Alumoxane به mN/m 15/387رسید. ویسکوزیته و دانسیته نانوسیالات تا حدودی افزایش یافت. عدد مویینگی با افزایش غلظت نانوذره افزایش یافت و با افزایش این پارامتر، جبهه حرکتی جریان، پیستون‌وارتر گردید. از بین دو نانوذره عاملدار، S.B.A-Alumoxane نسبت به B.A-Alumoxane در ازدیاد برداشت نفت تاثیر بیشتری داشت که میتوان این تاثیر را به اندازه کوچکتر و مورفولوژی خاص این نانوذره نسبت داد. از بین مکانیزم‌های ازدیاد برداشت نفت، تغییر ترشوندگی به وسیله نانوذرات، بیشترین تاثیر را در ازدیاد برداشت نفت داشت.
- Abstract
- These days, Enhanced Oil Recovery (EOR) is a priority for the research and industrial centers. Wettability and interfacial tension modifications have considerable effect on microscopic oil displacement in oil reservoirs. First by using Boehmite and Pseudo-Boehmite and acetic acid, Nano-Alumina in hybrid with carboxylate group (carboxylate-Alumoxane) is produced. For investigating the specifications of carboxylate-Alumoxane, FT-IR, SEM and BET are used. Then different concentrations of Nano-fluids, 200 ppm to 500 ppm, with using Deionized water are prepared. Temperature stability analysis and zeta potential analysis are conducted for investigating the stability of those Nano-fluids. By using a glass Micromodel with a carbonate rock pattern, the effectiveness of the nanofluids in oil recovery is studied. Contact angle experiments and interfacial tension measurements are also done. The aqueous solution is functionalized carboxylate-Alumoxane with different concentrations. Viscosity and density of these Nano-fluids are measured. S.B.A-Alumoxane nanoparticle size is between 14.07 nm to 29.33 nm and its morphology is agglomerated particles. B.A-Alumoxane particle size is estimated between 41.13 nm to 66.31 nm and its morphology is attached Nanosheets. The results of Micromodel experiments show that by increasing the Nano particles concentrations, oil recovery is increased from 26.6% (water) to 79.38% for S.B.A-Alumoxane solution and 60.32% for B.A-Alumoxane solution. Contact angle measurements on rock surfaces show that by increasing Nano particle concentration, contact angle of oil/rock/water system decreased. So the rock surface goes toward water wetness. Contact angle changes from 164.16 degrees to 28.55 degrees for S.B.A-Alumoxane and 35.54 degrees for B.A-Alumoxane. By increasing Nano particle concentration interfacial tension between oil and nanofluids is reduced. Interfacial tensions change from 19.346 mN/m for water to 11.841 mN/m for S.B.A-Alumoxane and 15.387 mN/m for B.A-Alumoxane. Viscosities and densities also have a slight increase. Capillary number is also increased with concentration and by this increase in capillary number, the fluid front in Micromodel tests approaches to a piston-wise manner. Between these two Nano particles, S.B.A-Alumoxane is more effective than B.A-Alumoxane in Enhanced Oil Recovery. This improvement can be related to the smaller size and specific morphology of this Nano particle.
