بخشی از مقاله
چکیده
هدف از انجام این مطالعه آزمایشگاهی، بررسی تأثیر شدت میدان الکتریکی بر روی ضریب کشش سطحی نانو سورفکتانت کاتیونی میباشد. برای این هدف باید به درک کاملی از سورفکتانتها، کشش سطحی، میدان الکتریکی و ازدیاد برداشت برسیم. بنابراین در ابتدا به بررسی این سه مبحث پرداخته میشود و سپس به ساخت سیکل مورد نظر و انجام آزمایشها اقدام میکنیم. در این پروژه از سورفکتانت هگزا دسیل تری متیل آمونیوم برماید - CTAB - بر پایه آب استفاده شده است. و تأثیرات کسر وزنی سورفکتانت 0 تا 0/12، شدت میدان الکتریکی - 09 - 15439 - بر روی کشش سطحی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج تجربی نشان می-دهد که در غیاب میدان الکتریکی با افزودن سورفکتانت هگزا دسیل تری متیل آمونیوم برماید به سیال پایه کشش سطحی کاهش مییابد.
مقدمه
صنعت نفت و گاز در ایران از قدمت بالایی برخوردار بوده به طوری که فراوانی مخازن زیرزمینی و اهمیت ویژهی کشور ایران به عنوان یکی از تولید کنندگان نفت و گاز، این کشور را در مکانهای اول دارای ذخایر و تولید نفت و گاز در جهان قرار داده است. امروزه ایران به تمام معنا، مالک منابع نفتی بوده که علاوه بر تجارب یک قرن گذشته، صنعت نفت و گاز میبایست اولویت اول سرمایه گذاریها را تعیین کرده و صنایع مرتب به آنها را حمایت و هدایت نماید. یکی از فناوریهای جدید در زمینه پیشرفت علم، فناوری نانو میباشد. از جمله حوزههایی که فناوری نانو در آن وارد شده است، صنایع بالا دستی نفت و گاز شامل اکتشاف، حفاری، بهره برداری، مدیریت مخازن و غیره است. این فناوری میتواند نقش بسیار عظیمی را در بهره برداری از منابع، با استفاده از دستکاریِ شبکهی اتمها از تغییر ساختار ابزار گرفته تا تغییر روشهای تولید ایفا نماید. 1@، >2
امروزه با توجه به شرای خاص بازار انرژی، دسترسی هر چه بیشتر به منابع انرژی از اهمیت خاصی برخوردار است. باشد. اگر چه تأمین از منابع دیگر انرژی مهمترین منبع تأمین انرژی، انرژیهای فسیلی به
خصوص نفت - انرژی هستهای و انرژیهای تجدید پذیر - در حال افزایش است، اما این افزایش اندک است و حداقل تا دو دههی آینده این منابع صرفا تکمیل کنندهی منابع هیدروکربنی هستند. >3@ به منظور پاسخگوئی به روند رشد روز افزون تقاضای جهانی جهت تأمین منابع نفت و گاز، یا باید منابع جدیدی هیدروکربنی کشف شده و مورد بهره برداری قرار گیرند و یا با استفاده از فناوریهای گوناگون، فت و گگز در جا و بدون استفاده درون مخزن تحت فرآیندهای ازدیاد برداشت مورد بهره برداری قرار گیرد.
میزان برداشت نفت ایران از مخازن نفتی به طور متوس برابر با 15 تا 25 درصد است که این میزان 10 درصد از متوس باشد. همچنین، از آن جا که بیشتر مخازن کشور در نیمهی دوم عمر خود به سر میبرند و
برداشت نفت سخت تر می شود لذا لازم است با ارائه روش هایی مناسب ، در جهت استحصال بیشتر نفت از منابع اقدام نماییم.
مراحل بهره وری و تولید از مخازن هیدروکربوری:
شکل - 1 - طرح شماتیک یک مخزن هیدروکربنی
مطابق شکل - 1 - ، سیال هیدروکربوری در داخل مخزن ذخیره شده و نیازمند بکارگیری روشهای مختلف جهت برداشت - Primary Recovery - میباشد.
به منظور استخراج سیال از درون مخزن مراحل و روشهای متفاوتی وجود دارد.
عملیات برداشت نفت از مخازن، با توجه به دورههای زمانی استخراج، به سه مرحلهی کلی تقسیمبندی میشود:
1 مرحله بازیافت اولیه
2 مرحله بازیافت ثانویه - Secondary Recovery -
3 مرحله بازیافت ثالثیه یا - ازدیاد برداشت - - Tertiary Recovery or EOR - مرحله بازیافت اولیه، سیال با فشار طبیعی و یا با استفاده از فرازآوری مصنوعی، از درون مخزن خارج میشود. معمولا در دوره اول برداشت، فرآیند بازیافت بازدهی زیادی ندارد و مقدار قابل توجهی از هیدروکربن قابل تولید در مخزن باقی خواهد ماند.
بازیافت ثانویه شامل اجرای روشهای مصنوعی یعنی تزریق آب به سفره زیرزمینی یا تزریق غیر امتزاجی گاز به کلاهک بالایی میباشد. معمولا مکانیزم بازیافت ثانویه پس از پایان دورهی بازیافت اولیه انجام می-شود ولی در برخی از موارد به طور همزمان با آن نیز انجام میشود. سیلابزنی یکی از متداولترین روشهای بازیافت ثانویه به حساب میآید.
پس از استخراج به کمک روشهای مرحله دوم هنوز هم حدود 30 الی 50 درصد نفت میتواند به صورت استخراج نشده در مخزن باقی بماند. در این جاست که استخراج نفت به کمک روشهای مرحله سوم صورت میگیرد.
پژوهشهای انجام شده در زمینه ازدیاد برداشت با استفاده از محلول-های سورفکتانتی
در سال 1981 زیگلر و هندی، تأثیر دما بر جذب سورفکتانتهای - مواد فعال سطحی - آنیونی و خنثی را بررسی نمودند. تأثیر دما بر جذب سورفکتانتهای آنیونی و خنثی بر ماسه سنگهای خرد شدهی Berea با روش-های استاتیکی و دینامیکی مورد ارزیابی قرار گرفت. برای بررسی حساسیت گرمایی سیستم سنگ و سورفکتانت، از آزمایشات استاتیکی استفاده گردید. با استفاده از مدلی ریاضی که ترکیبی از انتقال جرم، تخریب گرمایی و جذب میباشد، نتایج دینامیکی را نشان دادند. همچنین از مدلی برای تأثیر دما بر ثابتهای سرعت جذب استفاده کردند. حل شدن مواد معدنی در دماهای بالا سبب رسوبگذاری سولفوناته-ها میشود. در غلظتهای پائین با افزایش دما، جذب سورفکتانت کاهش می-یابد. در آزمایشات جذب استاتیکی، بایستی به پایداری گرمایی ضعیف سورفکتانتهای آنیونی نیز توجه شود. سرعت دفع سورفکتانت آنیونی با افزایش دما افزایش خواهد یافت. سرعت جذب سورفکتانت خنثی نیز روند مشابهی دارد. >5@
در سال 1991 کیج زر و وریس، اثر سیلابزنی مخزن توس سورفکتانت را بر افزایش برداشت نفت بررسی کردند. این پژوهشگران عنوان کردند که سیلابزنی با سورفکتانت میتواند با کاهش سطحی بین نفت و سیال جابجا کننده و متعاقب آن با کاهش نیروهای موئینگی، نفت باقیمانده در مخزن را به بیرون هدایت کند. >6@
