کنترل تولید شن: کاربرد هیدروژل ها، روشی نوین در مخازن نفتی

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

2 پژوهشکده مهندسی نفت، پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران، تهران

3 بخش مهندسی شیمی، دانشگاه مالایا، مالزی

4 بخش مهندسی شیمی، دانشگاه گیلان، گیلان

چکیده

توانایی کنترل تولید شن در چاه­های مخازن نفتی در تمام دنیا چالش بزرگ صنعتی به شمار می­رود. از این رو همواره تلاش می­شود تا با به کارگیری روش­های گوناگون، از میزان تولید شن کاسته و به میزان تولید نفت افزوده شود. در این پژوهش برای استحکام سازند به منظور کنترل تولید شن، از روش شیمیایی تزریق هیدروژل به دست آمده از پلی اکریل آمید سولفونه آب کافت شده به عنوان پلیمر و کروم(III) استات به عنوان عامل شبکه­ ساز، با قابلیت تزریق­پذیری در مخزن، استفاده شد. این روش اگرچه در بندش، روشی شناخته شده است اما در کنترل تولید شن روشی نوین محسوب می­شود. به منظور انتخاب و طراحی ساختار هیدروژل مناسب با تأکید بر پارامترهای زمان بندش، طول عمر، قابلیت تزریق پذیری به بستر شنی و استحکام هیدروژل، آزمایش­های بطری، رئولوژی و مقاومت فشاری طراحی و انجام شد. سرانجام کارایی هیدروژل­های انتخاب شده به منظور کاهش تولید شن در سامانه سیلاب­زنی بستر شنی بررسی شد. براساس نتیجه­های به دست آمده از آزمایش­ها، مقاومت فشاری بستر شنی، پس از تزریق pv1 هیدروژل، به­طور متوسط 20 برابرافزایش یافت. افزون بر آن تزریق هیدروژل کاهش 90% تولید شن را به دنبال داشت. این در حالی است که تغییر تراوایی بستر شنی نسبت به آب 77 برابر و نسبت به نفت 4 برابر کاهش یافت. بنابراین با توجه به کاهش شدید تراوایی بستر شنی نسبت به آب، هیدروژل می­تواند با کارایی دوگانه کاهش تولید آب و کنترل تولید شن در مخازن نفت و گاز مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Xu H., Tao X., Wang D., Zheng Y., Chen J., Enhanced Efficiency in Dye-Sensitized Solar Cells Based on TiO2 Nanocrystal/Nanotube Double-Layered Films, Electrochimica Acta, 55 (7): 2280–2285 (2010).

[2] O'Regan B., Grätzel M., A Low Cost, High Efficiency Solar Cell Based on Dye-Sensitized Colloidal TiO2 Films, Nature, 353: 737-740 (1991).

[3] Hosseinnezhad M., Moradian S., Gharanjig K., Synthesis and Characterization of Two New Organic Dyes for Dye-Sensitized Solar Cells, Synthetic Communication, 44 (5): 779-787 (2014).

[4] Hosseinnezhad M., Moradian S., Gharanjig K., Synthesis and Application of Two Organic Dyes for Dye-Sensitized Solar Cells, Progress in Color Colorants and Coatings, 6 (4): 109-107 (2013).

[5] Groningen R., “Fullerene Based Organic Solar Cells”, Timisoara Pub., p. 154-157, Romaine (1978).

[6] Park S. S., Won Y. S., Choi Y. C., Kim J. H., Molecular Design of Organic Dyes with Double Electron Acceptor for Dye-Sensitized Solar Cell, Energy Fuels, 23 (7): 3732-3736 (2009).

[7] Chen Y., Wu T. Y., Synthesis, Optical and Electrochemical Properties of Luminescent Copolymer Containing N-hexyl-3,8-iminodibenzyl Chromophores, Polymer, 42 (25): 09895-09901 (2001).

[8] Zhang L., Cole J. M., Anchoring Groups for Dye-Sensitized Solar Cells, ACS Applied Materials and Interfaces, 7 (6): 3427-3455 (2015).

[9] خلیلی، علی اصغر؛ شکرریز، مرضیه؛ تقی پور، سهراب؛ حاجی علی­اکبری، فروزان، بررسی پارامترهای مؤثر در سنتز N-(1و3-دی­متیل بوتیل)-N-فنیل پارا فنیلین دی­آمین به عنوان آنتی اوزونان و آنتی اکسیدان الاستوکرهای طبیعی و سنتزی، نشریه شیمی و مهندسی شییمی ایران، (2)31: 1 تا 12 (1391).

[10] Wang Z. S., Koumura N., Cui Y., Takahashi H., Sekiguchi A., Mori T., Kubo A., Furube M., Hara K., Hexylthiophene Functionalized Carbazole Dyes for Efficient Molecular Photovoltaics: Tuning of Solar-Cell Performance by Structural Modification, Chemical Materials, 20 (12): 3993-4003 (2008).

[11] Wu T., Tsao M., Chen F., Su S., Chang C., Wang H., Lin Y., Yang W., Sun I., Synthesis and Characterization of Organic Dyes Containing Various Donors and Acceptors, International Journal of Molecular Science, 11 (1): 329-353 (2010).

[12] Hosseinnezhad M., Gharanjig K., Moradian S., Tafaghodi S., Synthesis and Application of Some Novel Fluorescent Heterocyclic Disperse Dyestuffs Based on Phenothiazine, Arabian Journal of Chemistry, In Press, DOI: 10.1016/j.arabjc.2014.12.02.

[13] Shaki H., Gharanjig K., Rouhani S., Khosravi A., Synthesis and Photophysical Properties of Some Novel Fluorescent Dyes Based on Naphthalimide Derivatives, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 216 (1): 44-50 (2010).

[14] Xu W., Pei J., Shi J., Peng S., Chen J., Influence of Acceptor Moiety in Triphenylamine Based Dyes on the Properties of Dye-Sensitized Solar Cells, Journal of Power Sources, 183 (2): 792-798 (2008).

[15] حسین نژاد، مژگان؛ قرنجیگ، کمال الدین؛ مرادیان، سیامک؛ بررسی خواص فوتوولتاییک سلول­های خورشیدی بر پایه مخلوط مواد رنگزای ایندولینی، نشریه علمی و پژوهشی علوم و فناوری رنگ، (4)9: 312 تا 307 (1394).

[16] Wang J., “Analytical Electrochemistry”, John Wiely & Sons, New York (2006).

[17] Wang Y., Yang H., Lu L., Three-Dimensional Double Deck Mesh Like Dye Sensitized Solar Cells, Journal of Applied Physics, 108 (6): 64510-64516 (2010).

[18] Kushwahs S., Bahadur L., Enhancement of Power Conversion Efficiency of Dye-Sensitized Solar Cells by co-Sensitization of Phloxine B and Brophenol Blue Dyes on ZnO Photoanode, Journal of Luminescence, 161 (1): 426-430 (2015).

[19] Hosseinnezhad M., Rouhani S., Characteristics of Nanostructured of Dye-Sensitized Solar Cells Using Food Dyes, Opto-electronic Review, 24 (4): 34-39 (2016).

[20] Yang L., Sun Z., Chen S., Li Z., The Effect of vVarious Anchoring Groups on Optical and Electronic Properties of Dyes in Dye-Sensitized Solar Cells, Dyes and Pigments, 99 (1): 29-35 (2013).

[21] Cupta K. S. V., Zhang J., Marotta G., ReddyM. A., Han. L., De Angelis F., Chandrase Kharam M., Pastore M., Effect of the Anchoring Group in the Performance of Carbazole-Phenothiazine Dyads for Dye-Sensitized Solar Cells, Dyes and Pigments, 113 (3): 536-544 (2015).

[22] Manoharan S., Asiri A.M., Anandan S., Impact of Anchoring Groups for Improving the Binding Nature of Organic Dyes Toward High Efficient Dye Sensitized Solar Cells, Solar Energy, 126: 22-31 (2016).