اصلاح سطح نانولوله‌هاي كربني چند ديواره عامل‌دار شده براي ازدياد برداشت نفت با آب درياي كم‌شور

Surface Modification of Functionalized Multi-walled Carbon Nanotubes for EOR Using Low Salinity Seawater

در مطالعه پيش رو، نانوكمپلكس جديدي با اصلاح سطح نانولوله‌‌هاي كربني چند ديواره عامل‌دار شده با گروه كربوكسيل، سنتز و به‌كار گرفته شده است. اصلاح سطح توسط ماده فعال‌سطحي ستيل‌تري‌متيل آمونيوم برومايد (CTAB) و پليمر پلي اتيلن گلايكول (PEG) صورت گرفته است. عملكرد اين نانوكمپلكس سپس در برهم‌كنش‌هاي بين‌سطحي بين آب، نفت‌خام و سنگ دولوميتي مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان‌دهنده پتانسيل بالاي نانوكمپلكس در كاهش كشش بين‌سطحي است به‌طوري‌كه كمترين مقدار mN/m 0/33 براي كشش بين‌سطحي بين نفت خام و آب درياي كم‌شور ثبت شده است. بر اين اساس، مقدار غلظت بحراني تشكيل مايسل (CMC) در سطح تماس نفت با آب مقطر و آب كم‌شور به‌ترتيب برابر mg/L 250 و mg/L 60 محاسبه شده است. نانوكمپلكس مورد بررسي همچنين تأثير بسيار مناسبي بر تغيير ترشوندگي نمونه سنگ مورد بررسي داشته است، به‌طوري‌كه مقدار mg/L 50 از آن زاويه تماس آب با سطح سنگ را از °128 به °26 كاهش داده است. علاوه‌بر اين موارد، بررسي ضرايب برازش به‌دست آمده از تطابق داده‌هاي آزمايشگاهي حاصل از جذب نانوكمپلكس بر‌روي سطح دولوميت با دو مدل لانگمور و فروندليش نشان مي‌دهد كه جذب نانوكمپلكس از مدل لانگمور پيروي مي‌كند كه قادر به توجيه ميزان پايين جذب آن بوده است. علاوه‌بر اين، حضور نمك ميزان جذب را افزايش داده است. عملكرد بسيار مناسب نانوكمپلكس در غلظت‌هاي پايين احتمال آسيب به سازند و كاهش تراوايي را كاهش مي‌دهد كه مزيت اقتصادي را نيز به همراه دارد. نانوكمپلكس معرفي شده نسبت به نمونه‌هاي پيشين كه بر پايه‌ نانولوله هاي كربني ساخته شده بودند، از كارآيي بالاتري برخوردار بوده و به‌عنوان افزودني مؤثر جهت ازدياد برداشت از مخازن كربناته توصيه مي‌شود

Recently, nanoparticles of various types have been used in enhanced oil recovery (EOR) research studies. Their tiny size and unique structure made them potential additives to take part in fluid/fluid and fluid/rock interactions leading to increased recovery from depleted oil reservoirs. Among different nanoparticles, multi-walled carbon nanotubes, because of their functionalization and possibility of surface modification, an abundance of carbon sources and reasonable price have gained increased attention. In this work, a novel nano-complex has been synthesized by surface modification of functionalized multi-walled carbon nanotubes using cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) surfactant and polyethylene glycol (PEG) polymer. The prepared nano-complex was then used as an EOR agent in a crude oil-low salinity seawater-dolomite system. The experimental results revealed profound reduction of IFT in the presence of the nano-complex where an IFT value of 0.5 mN/m at critical micelle concentration (CMC) of 60 ppm was recorded. Moreover, profound wettability alteration from oil-wet toward water-wet state and low adsorption of the nano-complex on dolomite surface further confirmed its applicability in EOR practices.