ارزيابي تغييرات ترشدگي و جذب نانوذرات سيليس اصلاح‌شده با پليمر براي ازدياد برداشت نفت

Evaluation of Polymer Wettability Alteration and Adsorption of Modified Silica Nanoparticles for Enhanced Oil Recovery

فرضيه: تغيير ترشدن سنگ از آب‌گريز به آب‌دوست، تغيير ترشدگي ناميده مي‌شود. اين موضوع، عامل مهمي در ازدياد برداشت نفت است. به‌دليل خواص منحصربه‌فرد، نانوذرات توجه زيادي را در زمينه ازدياد برداشت نفت جلب كرده‌اند. با وجود نتايج اميدواركننده، چالش‌هاي اصلي استفاده از نانوذرات به پايداري كلوئيدي و جذب ضعيف نانوسيال‌ها در شرايط سخت مخزن مربوط است. در سال‌هاي اخير نانوذرات پيوند‌شده به پليمر به‌عنوان موادي اميدبخش براي ازدياد برداشت نفت درنظر گرفته شده‌اند. روش‌ها: در اين مطالعه، ترشدگي و جذب نانوذرات پيوندشده به پليمر شامل نانوذرات سيليس اصلاح‌شده با پلي‌اتيلن گليكول متيل اتر (ميانگين وزن مولكولي 2000) و نانوذرات سيليس اصلاح‌شده با دو پليمر پلي‌اتيلن گليكول متيل اتر (ميانگين وزن مولكولي 2000 و 5000) و زنجيرهاي پروپيل بررسي شده است. طيف‌نمايي زير‌قرمز تبديل فوريه (FTIR) و آزمون گرماوزن‌سنجي (TGA) براي بررسي پيوند شيميايي و مقدار پليمر روي سطح سيليس به‌كار گرفته شد. ميكروسكوپي الكتروني پويشي (SEM) و طيف‌نمايي پراش انرژي پرتو X و(EDS)، اندازه‌گيري زاويه تماس با آب و طيف‌نمايي مرئي-فرابنفش (UV-Vis) نيز براي مطالعه شكل‌شناسي، تركيب درصد مواد، ترشدگي و جذب زيرلايه‌ها استفاده شدند. يافته‌ها: بهترين عملكرد براي نانوذرات سيليس اصلاح‌شده با پلي‌اتيلن گليكول متيل اتر (ميانگين وزن مولكولي 5000) و زنجير‌هاي پروپيل در غلظت 1000ppm و محدوده شوري 40000-20000ppm به‌دست آمد. اين مطالعه نشان داد، نانوذرات سيليس پيوندشده به پليمرهاي مختلف را مي‌توان به‌عنوان رهكاري مؤثر و نو براي ازدياد برداشت نفت درنظر گرفت.

Hypothesis: The change in the wetting of rock from hydrophobic to hydrophilic is named "wettability alteration". This is an important factor for enhanced oil recovery (EOR). Because of their unique properties, nanoparticles have attracted much attention for enhanced oil recovery. Despite promising results, the main challenges of using nanoparticles are related to colloidal stability and poor absorption of nanofluids under harsh conditions. In recent years, polymer-grafted nanoparticles have been considered as emerging materials for enhanced oil recovery. Methods: In this study, wettability and absorption of polymer-grafted nanoparticles including silica nanoparticles modified by polyethylene glycol methyl ether (mean molecular weight 2000), silica nanoparticles modified by two polymers: polyethylene glycol methyl ether (mean molecular weights 2000 and 5000) and propyl chains are investigated. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and thermogravimetric analysis (TGA) were used to investigate the chemical bonding and polymer content on the silica surface. Scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), water contact angle measurement, and UV-Vis spectroscopy were also used to study morphology, material composition, wettability, and absorption of the substrate, respectively. Findings: Best performance for silica nanoparticles modified by polyethylene glycol methyl ether (average molecular weight 5000) and propyl chains at 1000 ppm concentration and salinity range 20000-40000 ppm was obtained. This study shows that silica nanoparticles bonded to different polymers can be considered as an effective and novel approach for enhanced oil recovery.