طراحي ميكرومدل‌هاي جديد سه‌بعدي براي بررسي عملكرد نانوذرات سيليكا در افزايش اثربخشي تزريق آب

Design Novel 3D Micro-model for Investigating Silica Nanoparticles Performance in Increasing the Effectiveness of Water Flooding

در اين تحقيق از ميكرومدل‌هاي نويني جهت بررسي فرآيند ازدياد برداشت شيميايي با استفاده از نانوذرات سيليكا استفاده شده است. طراحي ميكرومدل‌هاي جديد به‌صورت سه بعدي و ساخت آنها با استفاده از دانه‌هاي شيشه‌اي و كانيهاي معدني نظير ماسه‌سنگ با شكل هندسي كروي و غيركروي انجام شده است. بدين‌منظور اين دانه‌ها با روشي خاص بين دو صفحه شيشه‌اي تعبيه مي‌شوند و بعد از قرارگيري درون كوره و رسيدن به دماي نرمينگي، محيط متخلخل مخزني ايجاد مي‌شود. اين ميكرومدل‌ها در مقايسه با نمونه‌هاي قبلي از مزيت هاي فراواني برخوردار هستند و مي‌توانند خصوصيات ناهمگني يك مخزن واقعي را منعكس نمايند. آزمايش‌هاي زاويه تماس، كشش بين سطحي، ويسكوزيته ذاتي و سيلاب‌زني ميكرومدل به منظور بررسي اثر مواد تزريقي بر افزايش اثربخشي تزريق آب و بالا بردن بازيافت نفت انجام شده است. در آزمايش زاويه تماس، تغيير ترشوندگي از نفت دوست به آب‌دوست بر‌روي لايه‌اي نازك از سنگ مخزن در اثر جذب و رسوب نانوذرات سيليكا مشاهده گرديد. با بررسي سيلاب‌زني تركيب هيبريدي پليمر و نانو در ميكرومدل، افزايش بازيافت نفت و تشكيل امولسيون نفت در آب در مقايسه با تزريق پليمر به‌تنهايي مشاهده گرديد. ميكرومدل‌هاي جديد طراحي شده وسيله مناسبي را براي مشاهده جريان سيال در سه بعد فراهم مي‌نمايند.

In this research, a novel micro-model is designed to investigate the performance of silica nanoparticles on the increment of the effectiveness of water flooding. The micro-model is constructed with spherical or non-spherical glass beads or mineral grains like sandstones. These grains are put between the glass plates of the micro-model with an especial method. Afterwards, it is heated in an oven to prepare the heterogeneous porous media. This micro-model in comparison with previously developed one has lots of advantages and can represent the real reservoir porous media. Contact angle, inherent viscosity and micro-model flooding experiments are performed to investigate the effect of the nanoparticles on the recovery factor. In contact angle experiment, wettability alteration from oil-wet to water-wet is observed due to silica nanoparticles adsorption and deposition. Inherent viscosity is increased with adding silica nanoparticles in high reservoir temperature. In micro-model flooding with silica nanoparticles, increasing oil recovery and oil emulsion formation is observed in comparison with polymer injection. The hybrid injection of silica nanoparticle-polymer leads to more decrease in interfacial tension and increase in oil emulsion formation during water flooding. The designed micro-model provides an appropriate tool for 3D view of fluid displacement.