%38تخفیف

دانلود پروژه:بررسی تغییر ترشوندگی سنگ مخازن نفتی با استفاده از نانوذرات پلی سیلیکونی توسط شبیه¬سازی دینامیک مولکولی و مقایسه¬ی آن با اطلاعات آزمایشگاهی

تعداد 123صفحه در فایل word

چکیده:

با توجه به کسب نتایج منحصر به فرد کاربرد نانوسیال­ها در روش­های سیلاب­زنی مخازن و تغییر ترشوندگی سنگ در سال­های اخیر، در این مطالعه تلاش شده است تا مکانیزم تغییر ترشونگی مخازن نفتی در حضور نانوذرات پلی­سیلیکونی­آب­دوست بررسی شود و مدلی ساده برای تعیین زوایه ترشوندگی در طی عملیات تزریق نانوذرات از طریق شبیه­سازی دینامیک مولکولی ارائه گردد. مدل مورد استفاده در این پژوهش، برگرفته از مدل یانگ است که با توجه به مقایسه نتایج حاصل از شبیه­سازی دینامیک مولکولی با نتایج آزمایشگاهی، صحت مدل مورد استفاده در مقیاس میکروسکوپیک تایید شده است. نتایج مدلسازی بررسی مکانیسم تغییر ترشوندگی حاکی از آن است که نانوذرات پلی­سیلیکونی از طریق مکانسیم جذب­سطحی در جهت تغییر ترشوندگی سطح مخازن نفتی عمل کرده است. نتایج حاصل از شبیه­سازی با نتایج آزمایشگاهی در دو دمای محیط و دمای مخزن (oC20 و 80) مقایسه شده است. نتایج نشان می­دهند خاصیت نفت­دوستی سطح کربناته و ماسه سنگی (به ترتیب زاویه o178/161 و o180) با جذب نانوذرات به سمت خاصیت آبدوست (o786/140 و o216/131) تغییر می­کند که این تغییر با افزایش دما به دلیل جذب بیشتر نانوذرات بر سطح شدت می­یابد (درصد تغییر ترشوندگی در دمای oC 80 به ترتیب 137/15 و 647/47)؛ در حالی که در سنگ میکا با افزایش دما به نفت­دوستی (از o758/156 به o100/148) سوق می­یابد.

کلمات کلیدی: ازدیاد برداشت نفت، تغییر ترشوندگی، شبیه­سازی دینامیک مولکولی، نانوذرات، پلی سیلیکون.

فهرست مطالب

فصل اول مقدمه  1

فصل دوم  تئوري و مروري بر مطالعات پیشین   11

2-1- ازدیاد برداشت نفت    Error! Bookmark not defined.2

2-1-1- ازدیاد برداشت اولیه  2

2-1-2- ازدیاد برداشت ثانویه  3

2-1-2-1- روش تزریق آب   3

2-1-2-2- روش­های تزریق گاز 4

2-1-3- ازدیاد برداشت ثالثیه  4

2-1-3-1- روش­های حرارتی   5

2-1-3-2- روش شیمیایی   5

2-1-3-3- روش نوین ازدیاد برداشت   6

2-2- عوامل موثر بر ازدیاد برداشت توسط نانوذرات    12

2-2-1- فشار جدایش    12

2-2-2- اثر کشش سطحی   14

2-2-3- اثر ویسکوزیته  15

2-2-4- ترشوندگی   16

2-2-5-1- پیشینه­ی تاريخي تغییر ترشوندگي مخازن نفتي   18

2-2-5-2- اثر متقابل قطبي   19

2-2-5-3- رسوب سطحي   20

2-2-5-4- اندرکنش اسيد – باز 20

2-2-5-5- اتصال يوني   21

2-3- رفتار نانوذرات در محیط متخلخل    23

2-4- اثر دما بر ترشوندگی    33

فصل سوم  مدل مولکولی و شبیه سازی دینامیک مولکولی    43

3-1- مدل مورد استفاده  44

3-2- مدل­سازی تک فازی    45

3-2-1- مدل­سازی سلول آب   45

3-2-1-1- مدل­سازی سلول آب در دمای 0C 25  45

3-2-1- 2-دمای مخزن (℃80) 52

3-2-2- مدل­سازی نانوذرات سیلیکا 53

3-2-2-1- دمای محیط (℃20) 53

3-2-2-2- دمای مخزن (℃80) 62

3-3- مدل­سازی فاز سه جزئی (نانوذرات سیلیکا آبدوست-آب- کلسیت)  63

3-4- تغییر ترشوندگی سطح کربناته  64

3-5- تغییر ترشوندگی سطح ماسه سنگ     70

3-6- تغییر ترشوندگی سطح میکا  75

3-7-1- سطح جامد  80

3-7-2- فاز نفتی   81

3-7-3-نانوذرات   82

3-7-4- فاز آبی   83

3-8- روش­ها و مراحل    83

3-8-1- ماندگاری با نفت   83

3-8-2- آماده‌سازی محلول­ها 85

3-8-3- ماندگاری سنگ­ها با نانوسیال  87

3-8-4- اندازه­گیری زاویه­ی تماس نهایی   87

3-8-5- اندازه­گیری چگالی نانوسیال با غلظت­های مختلف   90

3-8-6- اندازه­گیری کشش سطحی نانوذرات در غلظت­های مختلف   90

فصل چهارم تحلیل نتایج و نتیجه‌گیری    93

مراجع   106

 

فهرست اشکال

شکل 2-1 اثر فشار جدایش بر ازدیاد برداشت    13

شکل 2-2 فشار جدایش در ساختار گوشه                                      13

شکل 2-3 تقسیم قطره نفت بر اثر کاهش کشش سطحی سیال-سیال به کشش سطحی سیال-ذرات      15

شکل2-4 تاثیر ویسکوزیته و تراوایی نسبی بر جابجایی                  16

شکل 2-6 ترکيبات خاص نفت خام با گروههاي عاملي قطبي                                     20

شکل 2-7 تشکيل رسوب سطحي                        20

شکل 2-8  اثرات متقابل اسيد- باز          21

شکل 2-9 تشکيل اتصال يوني بين سطح سيليکا و نفت خام          22

شکل 2-5  مکانیزم‌های حرکت نانوذرات                       24

شکل 2-6  اثر افت فشار و تغییر غلظت نانوذرات در سیال خروجی از مغزه سنداستون برحسب حجم تزریقی   26

شکل 2-9 جذب سطحی نانوذرات سیلیکا بر روی سه سنگ سنداستون، لیمستون و دولومیت         30

شکل 2-10 حجم آشام نسبت به زمان در تزریق نانوسیلیکا آبدوست               31

شکل 2-11 اندیس ترشوندگی در زمان سیلاب­زنی با نانوسیال آبدوست               32

شکل 2-15 تصویر میکروسکوپی برای سیال کلوییدی با غلظت 05/0 درصد وزنی                    27

شکل 2-16 تصویر میکروسکوپی برای سیال کلوییدی با غلظت 1/0 درصد وزنی                                      27

شکل 2-18 تصویر میکروسکوپی برای نانوسیال با غلظت 05/0 درصد وزنی                                    28

شکل 2-19. تصویر میکروسکوپی برای نانوسیال با غلظت 1/0 درصد وزنی                                                  28

شکل 2-25 تصویر اشباع نفت در زمان خروج آب­شور                                                                            33

شکل 2-28 تغییر تراوایی نسبی آب و نفت در حضور و عدم حضور ذرات نانو         29

شکل 2-33 اثر دما بر روی ترشوندگی نمونه­ی کلسیت شسته شده با نفت سفید        35

شکل 2-34 اثر دما بر روی ترشوندگی نمونه‌ی کلسیت شسته شده با دکان نرمال         35

شکل 2-35 تأثیر دما بر روی ترشوندگی نمونه‌ی شیشه             36

شکل 2-36 اثر دما بر روی ترشوندگی نمونه میکا       37

شکل ‏2‑38 مراحل جدایش نفت از سطح سیلیکا       41

شکل 3-1 شماتیک مدل مورد استفاده در شبیه سازی                   45

شکل ‏3‑2- سلول حاوی 512 مولکول آب در دمای 20 و در محیط نرم­افزار Materials Studio    46

شکل ‏3‑3– سلول شبیه سازی شده‌ی آب در دمای 80            52

شکل 3-4 مراحل ساخت نانوذره سیلیکا        54

شکل 3-5 ساخت نانوذره سیلیکا         54

شکل 3-6 غلظت گروه­های هیدروکسیل بر واحد جرم  نسبت به سطح ویژه نمونه‌ی SiO2   55

شکل 3-7 ساختار نهایی نانوذره‌ی سیلیکا آبدوست                     57

شکل 3-8. بهینه سازی ساختار نانوذره‌ی سیلیکا آبدوست                  57

شکل 3-9 سلول‌ی حاوی 50 نانوذره‌ی سیلیکا آبدوست در دمای oC20          59

شکل 3-10. بهینه سازی انرژی سلولی حاوی 50 نانوذره­ی سیلیکا آب­دوست در دمای oC 20.               61

شکل 3-11. بهینه سازی ابعاد سلول­ نانوذرات سیلیکا آبدوستoC 20.     61

شکل 3-12 سلول‌ حاوی نانوذرات سیلیکا آبدوست در دمای oC 80.     62

شکل 3-13 بهینه سازی سلول حاوی نانوذرات سیلیکا آبدوست در دمای 0C 80.   63

شکل 3-14 ‏. نمودار پراش اشعه­ی ایکس مربوط به ماسه­سنگ برآ      80

شکل 3-15. نمودار پراش اشعه‌ی ایکس مربوط به رخنمون کربناته           81

شکل 3-16. نانوذرات سیلیکا آبدوست                           82

شکل 3-17. تصویر TEM گرفته شده از نانوسیال                  83

شکل 3-18‏. پخش شدن نفت بر روی سطح مقاطع کربناته پس از دو هفته ماندگاری با نفت در دمای oC 80    84

شکل 3-19. پخش شدن نفت بر روی سطح مقاطع میکا پس از دو هفته ماندگاری با نفت در دمای oC 80         84

شکل 3-20. پخش شدن نفت بر روی سطح مقاطع ماسه سنگی پس از دو هفته ماندگاری با نفت در دمای oC 80        84

شکل ‏3-21. نانوسیال  بر روی همزن مغناطیسی                      86

شکل 3-22. محلولهای آماده شده‌ی نانوسیال سیلیکا با غلظت‌های مختلف               87

شکل 3-23. روش اندازه‌گیری زاویه­ی تماس به صورت شماتیک                      88

شکل ‏3-25. قطره‌ی‌ مایع بر روی سطح به صورت شماتیک                         88

شکل 3-26‏. قطره‌ی نفت بر روی سطح کربناته­ی ماندگارشده درنانوسیال. الف: دمای oC 20؛ ب: دمای  oC 80. 89

شکل 3-27‏. قطره‌ی نفت بر روی سطح میکا ماندگارشده درنانوسیال. الف: دمای oC 20؛ ب: دمای  oC 80.             89

شکل 3-28. قطره‌ی نفت بر روی سطح ماسه‌سنگی ماندگارشده درنانوسیال. الف: دمای oC 20؛ ب: دمای  oC 80.       89

 

فهرست جداول

جدول ‏3‑1 پارامترهای مورد استفاده در شبیه‌سازی سلول آب                   50

جدول ‏3‑2 انرژی­های پیوندی، غیرپیوندی و کشش سطحی برای آب در دمای C  o20 و در فواصل قطع  مختلف     51

جدول ‏3‑3 انرژی پیوندی، انرژی غیرپیوندی و کشش سطحی برای آب محاسبه شده در دمای 80        53

جدول 3-4 پارامترهای مورد استفاده در بهینه‌سازی ساختار نانوذره‌ی سیلیکا آبدوست              58

جدول 3-5 پارامترهای مورد استفاده در ساخت سلول‌ی نانوذرات سیلیکا آبدوست              59

جدول ‏3‑6   انرژی­های پیوندی، انرژی­های غیرپیوندی و کشش سطحی برای نانوذره‌ی سیلیکا آبدوست                      61

جدول ‏3‑7   انرژی­های پیوندی، انرژی­های غیرپیوندی و کشش سطحی برای نانوذره‌ی سیلیکا آبدوست             63

جدول 3-8‏  درصد مولی ترکیبات نفت مورد استفاده           81

جدول ‏3-9  زاویه‌ی تماس قطره‌ی نفت بر روی سطوح سنگها قبل و بعد از ماندگاری با نانوسیال       89

جدول ‏3-10 چگالی و کشش سطحی نانوذرات سیلیکا آبدوست در غلظت‌های مختلف و در دو دما 90

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo