طراحی و ساخت هیدروسیلیکاژل بر پایه پلی اکریل آمید و بررسی خواص آن در شرایط مخزن

تولید آب اضافی در میدان‌های نفتی جنوب ایران مانند سایر میدان‌های نفتی در سراسر دنیا، یکی از معضلات اساسی در فرایند استخراج نفت است و احتمال می رود با به‌کارگیری و اعمال فناوری تزریق ژل‌های بسپاری به مخازن موجود، میزان تولید آب کاهش و سقف استخراج نفت افزایش یابد. بر این اساس، تزریق ژل‌های بسپاری به مخازن یاد شده، باهدف کاهش تولید آب و بهبود استخراج نفت، دلیل موجّهی برای پرداختن به این موضوع است. در پژوهش حاضر، طراحی و ساخت سامانه آزمایشگاهی سدیم هیدروسیلیکاژل بسپاری بررسی شده است. درساخت این سامانه از آب مقطر، سدیم سیلیکات، همبسپار پلی اکریل آمید سولفونه و آغازگر آلی (سیتریک اسید) به‌کار رفته است. برای تعیین ساختار نمونه ژل مناسب و تعیین پارامترهای تاثیرگذار بر زمان تشکیل آن به‌عنوان عامل اساسی در کارایی این نوع ژل ها، و ارائه مدلی ریاضی به‌منظور پیش‌بینی زمان تشکیل ژل برحسب پارامترهای غلظت بسپار، درصد وزنی سدیم سیلیکات و مقدار آغازگر، از روش طراحی آزمایش ترکیب مرکزی استفاده‌شده است. ضمانت مدل ریاضی، نتایج حاصل از روش تحلیل پراکندگی است که درجه اطمینان مدل را تا 99% برآورد می‌کند. بر اساس یافته های پژوهش، درصد وزنی سدیم سیلیکات پارامتر موثرتری بر زمان تشکیل هیدروژل سیلیکاتی است و زمان تشکیل ژل با افزایش نسبت سدیم سیلیکات به آغازگر افزایش می یابد. همچنین، در غلظت های بالاتر از ppm4000 بسپار، زمان تشکیل ژل افزایش می یابد. در این پژوهش سازوکار رفتار زمان تشکیل ژل بر اساس تغییر پارامترها ارائه ‌شده و درنهایت پنج توصیف جدید از ژل ها به‌دست آمد که با توجه به آن و معیارهای موجود برای تعیین ژل بهینه، دو نمونه هیدروسیلیکاژل، یکی برای کنترل آب و دیگری برای تصحیح تراوایی نسبی آب به نفت برای دو کاربرد مهم در عملیات انسداد آب معرفی شد.