Investigation of the crude oil/brine interaction through interfacial viscoelasticity and microdispersion

Titel in Übersetzung: Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Rohöl und Salzlösung durch Grenzflächenviskoelastizität und Mikrodispersion

Peyman Nazifi

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Smartes Wasserfluten in Kohlenwasserstofflagerstätten ist aktuell Gegenstand intensiver Spekulationen. Mehrere Gewinnungsmechanismen für diesen Prozess sind bereits vorgeschlagen worden, einschließlich der Änderung der Benetzbarkeit in Richtung erhöhter Wasserbenetzbarkeit. Im Gegensatz dazu, steht die Rolle der Fluid-Fluid Interaktion noch im Hintergrund. Jene Hypothese, welche den Effekt der niedrigen Salinität (LSE) durch Gestein-Fluid Interaktionen beschreibt, hat sich lange gehalten, scheitert allerdings gelegentlich an Effekten, welche durch Fluid-Fluid basierende Interaktionen erklärt werden können. Daher ist ein tieferes Verständnis der mikroskopischen Interaktionen zwischen Rohöl, Wasser und Gestein von höchster Bedeutsamkeit. Diese Arbeit fokussiert sich auf die beiden Fluid-Fluid Mechanismen, welche erst kürzlich in der Branche publiziert wurden, nämlich die Viskoelastizität der Grenzflächen und die Mikrodispersion. Dabei wurden sowohl experimentell als auch analytisch beide Mechanismen im Rahmen dieser Arbeit abgedeckt. Die viskoelastischen Eigenschaften der Rohöl-Wasser Grenzfläche wurden mit rheologischen Messungen unter speziellen Bedingungen und drei verschiedenen Rohölen aus österreichen Ölfeldern untersucht, um den Einfluss der Ionenstärke und Ionenkonzentration zu ermitteln. Allgemein gilt, dass die Viskoelastizität zunimmt mit abfallender Salinität des Wassers, unabhängig von den vorkommenden Ionen im Wasser. Die Rate des elastischen Wachstums und das Plateau jedoch, hängen von spezifischen Ionen in Lösung und im Rohöl ab. So nimmt die Viskoelastizität der Grenzfläche zwischen einer NaCl Lösung und Rohöl kontinuierlich zu, solange die Konzentration des Salzes abnimmt. Die nicht-monotone, kontinuierliche Zunahme findet allerdings nur bis zu einem maximalen Wert statt, welcher bei einer reinen Kochsalzlösung mit 2,5% Na2SO4 bei 10,000ppm liegt. Dieses Verhalten der Rohöl-Kochsalz Grenzfläche hängt von den Charakteristiken beider Fluide und der Verweilzeit derselbigen ab. Eine gute Korrelation konnte für die sauren Bestandteile des Rohöls, der Viskosität und des mechanischen Grenzflächen-Modules gefunden werden. Diese Korrelation könnte vorzeigen, wie die Adsorption polaren Materials an der Grenzfläche dem Prozess der Diffusion ähnelt. Saure Bestandteile des Rohöls weisen sich nach analytischer Untersuchung der verfügbaren Literatur über Mikrodisperion, als eine der Hauptantriebe für die Formung von Wasser-in-Öl Mikrodisperion aus. Im Bereich der Eigenschaften des Wassers, wird die Salinität als einer der Hauptfaktoren für Mikrodispersion betrachtet. Das Ergebnis der analytischen Arbeit der Mikrodispersion deckt sich daher mit den Beobachtungen der Literatur.
Titel in ÜbersetzungUntersuchung der Wechselwirkung zwischen Rohöl und Salzlösung durch Grenzflächenviskoelastizität und Mikrodispersion
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Kharrat, Riyaz, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung25 Juni 2021
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2021

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • Erhöhte Ölgewinnung
  • niedrig salines Wasser
  • Dilatationale Grenzflächenviskoelastizität
  • Mikrodispersionsverhältnis

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