بررسي آزمايشگاهي تاثير غلظت يون ها، دماي زماندهي و pH محلول اصلاح گر ترشوندگي سطح سنگ كربناته با روش اندازه گيري زاويه تماس

Experimental Investigation of the effect ions concentration, aging temperature and pH on Wettability alteration Process in Carbonate Rocks by Contact Angle Measurement

در مخازن كربناته شكافدار به دليل حالت ترشوندگي سنگ و متراكم بودن شبكه ماتريس سنگ، بازده بازيابي نفت پايين مي باشد. يكي از راهكارهاي موثر در افزايش بازيابي نفت در اين مخازن، تغيير ترشوندگي سنگ از حالت نفت دوست به آب دوست است. در اين پژوهش تاثير يون هاي مختلف محلول در آب، دماي زماندهي و pH محلول اصلاح گر ترشوندگي بر حالت ترشوندگي سنگ كربناته آهكي با استفاده از آزمايش زاويه تماس بررسي شده است. همچنين سعي شده است كه مدلي براي رفتار يون ها با سطح سنگ با استفاده از نتايج زاويه تماس ارايه شود. نتايج نشان داد كه يون هاي Ca2+، Mg2+ و SO42- ترشوندگي سنگ كربناته را از حالت نفت دوست به آب دوست تغيير مي دهند و آب دوستي بيشتر هنگامي كه يون ها با هم در آب وجود داشته باشند؛ حاصل مي شود. مشاهده شد كه زاويه تماس در حالتي كه غلظت دو يون Mg2+ و SO42- در محلول اصلاح گر ترشوندگي با هم افزايش يابند كمتر از حالتي است كه فقط غلظت يك يون افزايش يابد. همچنين افزودن نمك NaCl به محلول اصلاح گر ترشوندگي در تمام حالات سبب افزايش زاويه تماس و نفت دوستي بيشتر سنگ كربناته شد. افزايش دماي زماندهي سنگ ها در محلول هاي اصلاح گر ترشوندگي، سبب دفع اسيد هاي چرب جذب شده بر روي سطح و آب دوستي بيشتر سطح شد. مشاهده شد كه pH محلول اصلاح گر ترشوندگي تاثير زيادي بر ترشوندگي سنگ كربناته دارد و تغيير pH از 3 تا 10، حالت ترشوندگي را تغيير مي دهد.

Naturally fractured carbonate reservoirs have very low oil recovery efficiency owing to their wettability and tightness of matrix. Recovery efficiency can be considerably improved by changing reservoir rock wettability from oil-wetting to water-wetting state. In this work, the effect of different ions, pH, and temperature on wettability of carbonate rocks was investigated by means of contact angle measurements. The results indicate that the Ca2+, Mg2+ and SO42- ions can change the wetting state of carbonate rocks toward water-wetting, both individually and when they are mixed. According to our measured contact angle data, simultaneous increase of the concentration of both Mg2+ and SO42- ions has positive impact on wettability alteration of the carbonate surface more than that of obtained by variation of individual ions. It is also found that addition of NaCl salt changes the wettability to more oil-wetting. We did, moreover, measure the impact of temperature on the wettability change of the carbonate surface. It is observed that higher temperatures result in water-wet surfaces, owing to facilitating fatty acid desorption. However, the impact of pH on wettability alteration is found to be complex, resulting in various wettability states by changing pH from 3 to 10.