بررسي اثر كوپليمرهاي اكريل آميد/نانوذره بر ميزان ازدياد برداشت نفت

كارشناسي ارشد

چكيده امروزه به دليل محدود بودن مخازن نفتي سبك، ازدياد برداشت از مخازن نفت سنگين بسيار مورد توجه قرار گرفته است. البته توليد از اين منابع انرژي به سادگي برداشت از ذخاير متداول نفت خام نبوده و با استفاده از تكنولوژي¬هاي رايج به آساني قابل برداشت نمي¬باشد. غير يكنواخت بودن ساختار مخازن، بالا بودن ميزان گرانروي نفت و نامطلوب بودن نسبت تحرك-پذيري و هم¬چنين بالا بودن نيروهاي كشش بين سطحي بين آب و نفت، از جمله چالش¬هاي اساسي در انجام پروژه¬هاي ازدياد برداشت در اين¬گونه مخازن مي¬باشد. اختلاف گرانروي بين آب تزريقي و نفت در فرآيندهاي سيلاب¬زني ، باعث پديده¬ معروف انگشتي شدن سيال تزريقي شده و نفت زيادي توسط آب دور زده مي¬شود. از طرفي بالا بودن نيروي كشش بين سطحي، موجب باقي ماندن مقدار عمده¬اي از نفت درون مخزن پس از انجام عمليات سيلاب¬زني مي¬شود. براي بازيافت نفت برجامانده، يك محلول پليمري با غلظت مياني كه گرانروي آب را افزايش مي¬دهد، به منظور بهبود بازده جاروب، درون مخزن تزريق مي¬شود. تاكنون پليمرهاي مختلفي با اين هدف سنتز شده¬اند كه معروف¬ترين و ابتدايي¬ترين آنها پلي¬اكريل¬آميد (AM) مي¬باشد. به نظر مي¬رسد با جايگزيني بعضي از گروه¬هاي عاملي آن با مونومرهاي ديگر، از جمله نمك سديمِ اكريليك اسيد و 2-اكريل¬آميدو-2-متيل پروپان سولفونيك اسيد (AMPS)، كوپليمر سنتز شده، اثر شوري/سختي و دماي بالا را كاهش مي¬دهد، خصوصاً با درصدهاي بالاتر كومونومر AMPS. از طرف ديگر با بهره¬گيري از تأثير نانوذرات بر كشش بين سطحي سيال تزريقي و نفت، بازده جاروب افزايش داده مي¬شود.اولين بخش از كار آزمايشگاهي در اين تحقيق، سنتز و شناسايي كوپليمرهاي اكريل¬آميد سولفوناته و تهيه محلول¬هاي كوپليمري حاوي نانوذره مي¬باشد. پس از بررسي ميزان تأثير درصد كومونومر AMPS نسبت به اكريل¬آميد (AM) و درصد نانوذره انتخابي (SiO¬¬2)در گرانروي محلول پليمري، اثر ادغام كومونومر AMPS بر رفتار جرياني پليمر اكريل¬آميد و سپس اثر پراكنده كردن نانوذره درون محلول پليمري و تأثير آن روي ساختار زنجيره پليمري بررسي مي¬شود. در قسمت دوم اين مطالعه،به بررسي ماكروسكوپيكي و ميكروسكوپيكي فرآيند تزريق محلول¬هاي كوپليمري و حاوي نانوذرات سيليس در محيط¬¬هاي متخلخل ناهمگون با در نظر گرفتن ناهمگني و خواص هندسي متفاوت لايه¬ها با استفاده از ميكرومدل پرداخته مي¬شود. نتايج نشان مي¬دهد كه حضور كومونومرهايAMPS به جاي گروه¬هاي كربوكسيلي در روي زنجيره اكريل¬آميد، موجب افزايش گرانروي محلول و مقاومت بيشتر آن در برابر شوري و دما مي-شود. از طرفي كاهش نسبت مونومرهاي AM/AMPS در فرآيند كوپليمريزاسيون، تا رسيدن به يك نقطه بهينه تأثير مطلوب داشته و كمتر از آن نتيجه عكس خواهد داشت. آزمايش¬هاي تزريق نشان داد كه پراكنده نمودن نانوذرات سيليس درون محلول¬هاي كوپليمري، علاوه بر افزايش گرانروي محلول و كاهش نسبت تحرك¬پذيري، بر روي كشش بين سطحي نيز اثرگذار بوده و بازده جاروب را افزايش مي¬دهد. واژه‌هاي كليدي:ازدياد برداشت نفت، پلي¬اكريل¬آميد سولفوناته، نانوذره سيليس، گرانروي، ميكرومدل شيشه¬اي

189069

دانشگاه علم و صنعت ايران

مخازن هيدروكربوري

دكتر محمدرضا مقبلي