Wettability Changes due to Nanomaterials and Alkali in Spontaneous Imbibition Experiments

Titel in Übersetzung: Benetzbarkeitsveränderungen durch Nanomaterialien und Alkali in spontanen Imbibitionversuchen

Samhar Saleh

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Nanomaterialien erhielten in den letzten Jahren viel Aufmerksamkeit. Neueste Studien zeigten, dass Silica-Nanomaterialien ein vielversprechendes Mittel für EOR-Operationen (Verbesserte Ölgewinnung) sein können. in früheren Studien wurden die möglichen Synergien zwischen Nanomaterialien und anderen EOR-Mitteln wie Tensid oder Polymer diskutiert. Nanomaterialien ein wesentlicher Einfluss auf wichtige EOR-Mechanismen wie Emulsionsstabilisierung und Umbenetzung zugeschrieben. In dieser Arbeit wurde die Verwendung von Silica-Nanomaterialien und Alkali zur verbesserten Ölgewinnung durch spontane Imbibitionstests, Grenzflächenspannungsmessung und Phasenverhalten untersucht. Die zusätzliche Gewinnung wurde für verschiedene Gesteins- / Ölsysteme ausgewertet. Das Hauptziel war die Untersuchung der durch die Synergie zwischen Nanomaterialien und Alkali hervorgerufenen Änderung der Benetzbarkeit. Darüber hinaus wurde eine numerische Analyse der Ergebnisse mittels inverser Bond-Zahl und kapillarem Diffusionskoeffizienten durchgeführt. Im experimentellen Teil wurden zwei Arten von Nanomaterialien mit unterschiedlicher Oberflächenmodifikation getestet. Der Einfluss des Gesteinstyps auf den Ölgewinnungsprozess wurde durch zwei Gesteinstypen (Berea und Keuper) getestet. Keuper unterscheidet sich von Berea durch den höheren Tongehalt und die höhere Durchlässigkeit. Der Einfluss der Ölzusammensetzung wurde durch die Verwendung zweier Rohölproben mit unterschiedlichem Säuregehalt (TAN) bestimmt. Natriumcarbonat (Na2CO3) wurde als alkalisches Mittel verwendet, und zwei Arten von synthetischer Salzlösung wurden verwendet, um den Effekt der Solenzusammensetzung auf die Ölgewinnung zu untersuchen. Messungen der Grenzflächenspannung (IFT) zeigten, dass Nanomaterialien hinsichtlich der IFT-Reduktion sehr effektiv sind. Die Oberflächenladung der Nanomaterialien spielt dabei eine wichtige Rolle. Partikeln mit neutral geladener Oberfläche können einfacher as der Grenzflächen zwischen Liquidphasen adsorbieren. Eine gute Synergie mit Alkali führt zu sehr niedrigen IFT-Werten 0.039 mN/m. Dieser Effekt wurde auch im Phasenverhalten beobachtet, bei denen Chemikalien/Öl-Systeme mit niedrigerer IFT eine bessere Emulgierung zeigten. Der Beitrag von Nanomaterialien zum Phasenverhalten war hauptsächlich die Stabilisierung der Emulsionsmittelphase. Der Einfluss der TAN-Zahl auf die IFT und das Phasenverhalten war besonders in Kombination mit Alkali sehr ausgeprägt. Die bei Fluid-Fluid-Wechselwirkungen beobachteten Verbesserungen - insbesondere die IFT-Reduktion - führten zu einer zusätzlichen Ölgewinnung in den spontanen Imbibitionstests durch inverse Bond-Zahlsanalyse bestätigt. In unterschiedlichem Maße jedoch. Die Wechselwirkungen zwischen Gestein und Flüssigkeit sind sehr komplex und erfordern ein tiefes Verständnis der spezifischen Öl / Gesteins-Systeme und der Faktoren, die zu ihrem anfänglichen Benetzungszustand beitragen. Vielversprechende Ergebnisse (97.7% OOIP) wurden mit neuartigen EOR-Rezepturen mit Alkali und Nanomaterialien erzielt. Die erhöhte Entölung wurde auf eine Änderung der Benetzbarkeit zurückgeführt, die die Kinetik der spontanen Imbibition beschleunigte, wie in der Analyse des kapillaren Diffusionskoeffizienten gezeigt. Weitergehende Untersuchungen der Gesteins-Fluid Wechselwirkungen sollten Kontaktwinkelmessung und erzwungene Imbibition umfassen.
Titel in ÜbersetzungBenetzbarkeitsveränderungen durch Nanomaterialien und Alkali in spontanen Imbibitionversuchen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Ott, Holger, Betreuer (intern)
  • Neubauer, Elisabeth, Betreuer (extern), Externe Person
  • Hincapie Reina, Rafael Eduardo, Mitbetreuer (extern), Externe Person
Datum der Bewilligung18 Dez. 2020
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2020

Bibliographische Notiz

gesperrt bis null

Schlagwörter

  • Nanotechnologie
  • EOR
  • spontane Imbibition
  • Alkali
  • Nanopartikeln
  • Berea
  • Keuper
  • Benetzbarkeit
  • IFT
  • Emulsion

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