بررسی آزمایشگاهی افزایش پایداری فوم با استفاده از نانوذره ، سورفکتانت و بیوپلیمر زانتان جهت افزایش برداشت نفت

نیاز روز‌افزون جهانی سبب شده است که در بهره‌برداری از منابع تجدیدناپذیر به‌خصوص منابع نفتی، تلاش بر بهترین استفاده و بهره‌برداری باشد. تزریق گاز در میادین نفتی یکی از روش های متداول در صنعت بهره‌برداری از مخازن هیدروکربوری است. از گازهای متداول تزریق گاز در مخازن، گاز دی اکسید کربن به‌دلیل نتایج خوب تزریق است. در تزریق گاز به مخازن مشکلاتی وجود دارد که از بارزترین آنها می‌توان به حرکت نامطلوب گاز در محیط متخلخل اشاره کرد. از دلایل حرکت نامطلوب گاز، چگالی و ویسکوزیته پایین گاز است. این عوامل سبب جدایش گرانشی و نیز پدیده انگشتی شدن می‌گردد. جایگزین کردن فوم به‌جای گاز یکی از راه‌کارهای کاهش مشکلات تزریق گاز است. سیلاب‌زنی نفت به‌وسیله فوم می‌تواند راندمان جاروبی بهتری نسبت به گاز داشته باشد. فوم ویسکوزیته ظاهری بالاتری نسبت به گاز دارد و در تزریق سبب کاهش پدیده انگشتی شدن خواهد شد. در این پژوهش، با استفاده از آب دیونیزه و در شرایط دمایی و فشاری اتمسفریک، در مرحله نخست توانایی فوم‌زایی محلول‌های طراحی شده مورد بررسی قرار گرفت. در غلظت بحرانی wt.% 24/0 از سورفکتنت، تاثیر انواع پارامترها بر میزان فوم‌زایی مورد بررسی قرار گرفت. علاوه‌بر این، پایداری این محلول ها براساس زمان نیمه عمر فوم مورد اندازه‌گیری قرار گرفت و پارامترهای بهینه محلول نهایی جهت تزریق به میکرومدل تعیین گردیدند. در انتها، محلول به‌دست آمده از پارامترهای بهینه جهت تزریق به میکرومدل انتخاب شده و میزان نفت تولیدی برای محلول‌های مختلف توسط آزمایش محاسبه گردید. نتایج این پژوهش نشان داد که حضور نانوذره سیلیکا نیمه عمر فوم را حدود 25% افزایش داده و اگر پلیمر زانتان گام نیز به‌همراه نانوذره  استفاده شود، این افزایش نیمه عمر به 60% خواهد رسید. برای بررسی اثر تزریق فوم بهبود یافته با پلیمر زانتان گام و نانوذره سیلیکا از یک میکرومدل شیشه‌ای طراحی شده استفاده گردید.  میزان نفت باقی‌مانده در میکرومدل در حالتی که از فوم بهبود یافته با پلیمر و نانوذره استفاده شد به حدود 4/4% کاهش پیدا کرد که علاوه‌بر تخلیه محیط متخلخل در زمان کوتاه‌تر، افزایش برداشت قابل توجهی نیز در مقایسه با حالت تزریق فوم بدون پلیمر مشاهده گردید.

laboratory investigation of foam stability enhancement using nanoparticles, surfactant and xanthan biopolymer to enhance oil recovery

the growing demand of the world for energy has caused to exploit the non-renewable resources using best techniques to enhance the recovery. gas injection is one of the most common techniques in the exploitation of reservoir’s hydrocarbon. in addition, carbon dioxide is used widely for gas injection processes in oil reservoirs due to the good results obtained by executing numerous field projects. it should be noted that there exist problems in the process of gas injection into reservoirs. low density and viscosity of gas is caused unfavorable movement of gas in the porous environment as well as early gas breakthrough in production wells. these factors cause gravitational separation as well as fingering phenomenon in reservoirs. to reduce gas injection problems, foam is replaced instead of gas as injecting material. implementing the foam injection techniques would result better sweeping efficiency than solely gas flooding since foam has a higher apparent viscosity than gas. fingering and early breakthrough of gas are reduced by foam injection in oilfields. in this research, by using deionized water at atmospheric temperature and pressure, in the first step, the foaming ability of the designed solutions was investigated. at a critical concentration of 0.24% (weight percent of surfactant), the effect of various parameters on the foaming ability were investigated. in addition, the stability of these solutions were measured based on the foam half-life and the optimal parameters of the different solution were determined to be injected into the micromodel. at the end, the solution obtained from the optimal parameters was prepared for running the injection scenarios. then the amount of produced oil for different solutions was evaluated by micromodel experiments. it should be stated that presence of silica nanoparticles increased the half-life of the foam by about 25%. in addition, adding the xanthan gum polymer to injecting foam structure along with the silica nanoparticle increased foam half-life to about 60%.