تعیین نانوساختار کربنی برتر برای سنتز سیلیکا نانوهیبرید برای ازدیاد برداشت از مخازن نفت

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش از دو نانوساختار کربنی متفاوت یعنی گرافن نانومتخلخل و نانولوله های کربنی چند دیواره برای سنتز سیلیکا نانوهیبرید به روش سل-ژل استفاده شد و ویژگی‌های تعلیق های پیکرینگ مربوطه برای استفاده در ازدیاد برداشت مخازن نفت مقایسه شد. به این منظور، نانوهیبریدهای مورد نظر با درصدهای وزنی گوناگون سنتز شد و ویژگی‌های تعلیق پیکرینگ آن­ها برای انتخاب بهترین نمونه مورد ارزیابی قرار گرفت. ویژگی‌های نانومواد سنتز شده با الگوی پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ الکترونی عبوری و آنالیز وزن سنجی گرمایی سنجیده شد. تعلیق پیکرینگ نانوهیبریدها با نرمال اکتان به عنوان نفت مدل، سورفکتانت آنیونی مناسب مانند سدیم دو دسیل بنزن سولفونیک اسید و 2-پروپانول به عنوان کمک سورفکتانت الکلی و آب مقطر در 7 pH= و در دمای اتاق آماده شد و پایداری آن­ها به مدت یک ماه تحت کنترل قرار گرفت. پس از این مدت با استفاده از میکروسکوپ نوری، ریخت شناسی فاز تعلیق بررسی شد. نتیجه‌های آزمایش‌ها نشان داد که بهترین نمونه‌ها نانوهیبرید 70% گرافن نانومتخلخل/سیلیکا (هر دو روش) و نانوهیبرید 70% نانولوله‌های کربنی تک دیواره/سیلیکا (روش دوم) هستند. نتیجه‌های سنجش زاویه تماس نشان داد که نمونه نانوهیبرید 70% گرافن نانومتخلخل/سیلیکا (روش دوم) بهترین ویژگی را برای بهبود ویژگی ترشوندگی سنگ مخزن و تغییر ترشوندگی آن از نفت دوست به آب دوست نسبت به سایر نمونه‌ها دارد. نتیجه‌های سنجش کشش سطحی نشان می‌دهد که بیش‌ترین مقدار کشش سطحی مربوط به تزریق آب و کم‌ترین مقدار کشش بین سطحی مربوط به تزریق نانوسیال ساخته شده از نمونه نانوهیبرید 70% گرافن نانومتخلخل/سیلیکا (روش دوم) است که نشان دهنده برتری این نمونه در کاهش کشش سطحی در مقایسه با سایر نمونه‌ها است. بنابراین تعلیق پیکرینگ نمونه نانوهیبرید 70% گرافن نانومتخلخل/سیلیکا (روش دوم) می‌تواند برای ازدیاد برداشت مخازن نفت به روش شیمیایی استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

[1] AfzaliTabar M., Alaei M., Ranjineh Khojasteh R., Motiee F., Rashidi A.M., Preference of Multi-Walled Carbon Nanotube (MWCNT) to Single-Walled Carbon Nanotube (SWCNT) and Activated Carbon for Preparing Silica Nanohybrid Pickering Emulsion for Chemical Enhanced Oil Recovery (C-EOR), Journal of Solid State Chemistry, 245: 164-173 (2016).
[2] Zapata P.A., Faria J., Ruiz M. P., Resasco D.E., Condensation/hydrogenation of Biomass-Derived Oxygenates in Water/Oil Emulsions Stabilized by Nanohybrid Catalysts, Top. Catal. 55: 38-52 (2012).
[3] Khosravani S., Alaei M., Rashidi A.M., Ramazani A., Ershadi M., O/W Emulsions Stabilized with γ-Alumina Nanostructures for Chemical Enhanced Oil Recovery, Materials Research Bulletin, 48(6): 2186-2190 (2013).
[4] Ershadi M., Alaei M., Rashidi A.M., Ramazani A., Khosravani S., Carbonate and Sandstone Reservoirs Wettability Improvement without using Surfactants for Chemical Enhanced Oil Recovery (C-EOR),  Fuel, 153: 408-415 (2015).
[5] Khosravani S., Ershadi M., Alaei M., Bornaee A. H., Rashidi A.M., Ramazani A., Manteghian M., US 0225639 A1 (2015).
[6] AfzaliTabar M., Alaei M., Bazmi M., Ranjineh Khojasteh R., Koolivand-Salooki M., Motiee F., Rashidi A.M., Compositions and Methods Employing Multi-Walled Carbon Nanotube-Based Nanohybrids and Applications Thereof in Oil Recovery,  Fuel, 206: 453 (2017).
[7] AfzaliTabar M., Alaei M., Ranjineh Khojasteh R., Motiee F.  and Rashidi A.M., Preference of Nano Porous Graphene to Single-Walled Carbon Nanotube (SWCNT) for Preparing Silica Nano Hybrid Pickering Emulsion for Potential Chemical Enhanced Oil Recovery (C-EOR), Scientia Iranica, 24(6): 3491-3499 (2017).
[8] Zhang T., Davidson D., Bryant S. L., Huh C., Nanoparticle-Stabilized Emulsions for Applications in Enhanced Oil Recovery, Soc. Pet. Eng. SPE 129885: 1-18 (2010).
[9] Binks B.P., Lumsdon S.O., Stability of Oil-in-Water Emulsions Stabilised by Silica Particles, Phys. Chem. Chem. Phys. 1: 3007-3016 (1999).
[10] Tambe D. E., Sharma M. M., The Effect of Colloidal Particles on Fluid-Fluid Interfacial Properties and Emulsion Stability, Adv. Colloid. Interface. Sci. 52: 1- 63 (1994).
[11] Calderon F.L.,  Schmitt V., Solid-Stabilized Emulsions, Curr. Opin. Colloid. Interface. Sci. 13: 217- 227 (2008).
[12] Arditty S., Whitby C. P., Binks B. P., Schmitt V., Calderon F. L., Controlling Pickering Emulsion Destabilisation: A Route to Fabricating New Materials by Phase Inversion, Eur. Phys. J. E. 11: 273- 281(2003).
[13] Binks B. P., Particles as Surfactants—Similarities and Differences, Curr. Opin. Colloid. Interface. Sci. 7: 21- 41 (2002).
[14] Binks B.P., Philip J., Rodrigues J.A., Inversion of Silica-Stabilized Emulsions Induced by Particle Concentration,  Langmuir, 21: 3296- 3302 (2005).
[15] Binks B.P., Lumsdon S.O., Pickering Emulsions Stabilized by Monodisperse Latex Particles:  Effects of Particle Size, Langmuir 17: 4540- 4547 (2001).
[16] Midmore B.R., Preparation of a Novel Silica-Stabilized Oil/Water Emulsion, Colloid. Surf. A. Physicochem. Eng. Asp. 132(2-3): 257-265 (1998).
[17] Binks B.P., Whitby C.P., Silica Particle-Stabilized Emulsions of Silicone Oil and Water: Aspects of Emulsification, Langmuir, 20(4): 1130- 1137 (2004).
[18] Binks B.P., Lumsdon S.O., Catastrophic Phase Inversion of Water-in-Oil Emulsions Stabilized by Hydrophobic Silica,  Langmuir 16: 2539- 2547 (2000).
[19] Binks B. P., Lumsdon S.O., Effects of Oil Type and Aqueous Phase Composition on Oil–Water Mixtures Containing Particles of Intermediate Hydrophobicity, Phys. Chem. Chem. Phys., 2: 2959- 2967 (2000).
[20] Whitby C.P.,  Fornasiero D., Ralston J., Effect of Adding Anionic Surfactant on the Stability of Pickering Emulsions, J. Colloid. Interface. Sci, 329: 173- 181 (2009).
[21] Binks B.P., Clint J.H., Solid Wettability from Surface Energy Components: Relevance to Pickering Emulsions, Langmuir, 18: 1270- 1273 (2002).
[22] Shen M., Resasco D.E., Emulsions Stabilized by Carbon Nanotube− Silica Nanohybrids,  Langmuir, 25: 10843- 10851 (2009).
[23] Rao C.N.R., Biswas K.,  Subrahmanyam  K.S., Govindaraj A., Graphene, the New Nanocarbon, J. Mater. Chem., 17: 2457-2469 (2009).
[24] Tajik S., Nasernejad B., Rashidi A.M., Preparation of Silica-Graphene Nanohybrid as a Stabilizer of Emulsions, Journal of Molecular Liquids, 222: 788-795( 2016).
[25] Tajik S., Nasernejad B., Rashidi A.M., Korean Journal of Chemical Engineering, 34: 2488–2497 (2017).
[26] JabariSeresht R., Jahanshahi M., Rashidi A.M., Ghoreyshi A.A., Surface Modification of Silica-Graphene Nanohybrid as a Novel Stabilizer for Oil-Water Emulsion, Chem. Eng. Technol, 36: 1–10, (2013).
[27] Zhang T., Davidson D., Bryant S.L., Huh C., "Nanoparticle-Stabilized Emulsions for Applications in Enhanced Oil Recovery", SPE Improved Oil Recovery Symposium, 24-28 April, Tulsa, Oklahoma, USA, (2010).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار