KFUPM ePrints

INFLUENCE OF NANOADDITIVES ON THE RHEOLOGY AND THERMAL PROPERTIES OF VISCOELASTIC SURFACTANT USED IN MATRIX ACIDIZING

l INFLUENCE OF NANOADDITIVES ON THE RHEOLOGY AND THERMAL PROPERTIES OF VISCOELASTIC SURFACTANT USED IN MATRIX ACIDIZING. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF - Accepted Version
2440Kb

Arabic Abstract

ان السطحىة ذان المرونة اللزجة لها نطاق واسع من التطبىقات فى صناعة النفط والغاز ومن ذلك ‏ازالة الضرد الناتج حول جوف البئر الا أن التفاون المسموح تجاه التركىز العالى للايوناتثنائىة ‏وثلاثىة التكافؤ وكذلك الاستقرار في درجان الحرارة العالية لايزاللآ ىشكلآن تحدىا صعبا نفذ تنميط المنتج عل أساس اللزوجة ولقياسان الرارية انتقائى متلاحف مع أىونات ‏مضادة(‏Mn+Clnحىث M تمثل الصودىوم والكالسوم والمغترىوم والحدىد) والانابىب النانونية ‏اككربونىه مع الاحماخد الكارىوكسيلىة وكذلك أمىن المونمورىنولن الباعى المعدل ذو الأصل ‏الطىنى النانونى العضوى لوحظ أن هنالك نغىرات تدرىجىة فى خصائص المرونة الزوجىة لمدورمة اللزوجة الحركىة ‏ومعامل المرونة بواسطة اضافات مصفرة من النانونان لكل الاىونان المضادة فى درجة حرارة ‏مرتفنة تقدر ب 95درجة مىؤىة تمد دراسسة الجوعىة الحرارىة لعىنان مركب VES فى اطار درجة الحرارة الموضعىة باسحدام ‏طرق الخلىل الحرارى الوزنى التقلىدىة أن فقدان المندىبان الحرة والمرتبطة(الماء بصرة اساسية) ‏ىدل على تراجع الاداء الىولوجى تحتوى الانابىب النانونىة الكربونىة على عىنات أظهرن درجة عالىة من التحمل الحرارى فىما ‏يتعلق بخسائ كلا المذىبات(الحرة و المرتطة) فى درجة حرارة 220 درجة مئوىة للاىونات تنائىة ‏الئكافؤ مما ىجعلها الاكثر ملائمتة للاستخدام فى التكوىنات ذات درجات الحرارة المرتفعة أما ‏أجزاء VES غىر المعدلة فقد تمت دراسها باستخدام مطايافية الرنين المعتاطيسى النووى ‏بالبروتون ‏ ان التحول الملحوظ فى الرابطة الكيميائية فى بيانات الرنين المعتاطيسى النووي يمكن من المييز ‏بين الراكيب فى درجات حراراة مختلفة العينات في درجة الحرارة المتحفضة أطهرت خاصية ‏ألكيلية فوية بينما في درجة الحرارة المرتفعة كانن عرضة للروابط غير المشيعة وذلك بطريقة ‏مغايرة لما لوحظ مسبقأ فى الاداء اليولوحي والحراري أكد التكامل الروتيني للرنين المغناطيسى النووي بالبروتون على الوفرة النسيبة للهيدروجىن فى ‏الانابيب النانونية الكربونية مع آلاحماض الكربوكسيلية خلال الامين الباعي المعدل للطين ‏النانونى والراكيب الآصلية ‏ خلال المرحلة الرئيسية للحامَض لتجربة التدفق فى العينة المفردة أظهر الحمض المتبلور وخليط ‏الحمض المتىلور مع الطين النانوني وجود ثقوب قد تحركت وكذلك استجابة للضغط العالي مما ‏يؤكد على امكانية التحويل الجدرة فى درجة حرارة 65 درجة مئوية على خلاف الحامض المنتظم ‏وخليط الحامض المتسلود مع الطين النانونى الذى ٌأظهراستجابة للاخراق كما اوضحت صور ‏الاشعة المقطعية مما يدل علي انخفاض الفاعلية للتحول فى تلك الحرارة

English Abstract

Viscoelastic surfactants (VES) have wide range of applications in the oil and gas industry ‎including removing near well-bore damage. However, tolerance toward high ‎concentration of di- and tri-valent ions and stability at high temperature are still ‎challenging. ‎ Product profiling was carried out based on unheralded sustainable rheology studies at ‎upscale thermal measurements for subsequent selective test with counterions (Mn+Cln, ‎M=Na, Ca, Mg, Fe), COOH-functionalized carbon nanotubes (CNT) and quaternary ‎amine-modified montmorillonite (MMT)-based organonanoclays in multi-component ‎brine medium, hitherto undisclosed.‎ Incremental changes were observed in the viscoelastic properties of zero-shear viscosity ‎‎(ηo) and elastic modulus (G’) by miniature additions of nanoparticles for all the ‎counterions at elevated temperature of 95oC.‎ Thermal resilience of composite VES samples within the context of in-situ temperature ‎was studied by conventional thermogravimetric analysis (TGA).Free and bound solvent ‎‎(mainly water) losses are indicative of declining rheological performance. The CNT-‎included samples showed the highest thermal endurance with regards to both solvent ‎losses at 220oC for the divalent ions which makes them most suitable for high-‎temperature formation applications. The (un)modified VES fractions were investigated by ‎proton NMR spectroscopy. A marked chemical-shift band evolved from the NMR data ‎distinguishing the compositions at different temperatures. The low-temperature samples ‎showed strong alkylic character while the high-temperature equivalents depicted ‎susceptible unsaturated bonds responsible for their otherwise improved rheological and ‎thermal performance earlier observed. Routine integration of the proton NMR confirmed ‎relative hydrogen abundance of the COOH-functionalized Carbon Nanotubes (CNT) ‎samples over the quarternary amine-modified Nano Clays (NC) and pristine compositions. ‎ In the main acid stage of the single coreflooding experiment, the gelled acid and the ‎gelled acid/NC mix indicated wormholes that travelled halfway and a high pressure ‎response which underlines their good diversion potentials at 65oC as against the regular ‎acid and gelled acid/CNT mix which showed breakthrough response as confirmed by the ‎picturesque CT scan implying they are less effective for diversion at this temperature. ‎



Item Type:Thesis (Masters)
Subjects:Petroleum > Well Completion and Stimulation
Divisions:College Of Engineering Sciences > Petroleum Engineering Dept
Committee Advisor:Sultan, Abdullah
Committee Members:Mahmoud, Mohammed and Ali Hussein, Ibnelwaleed
ID Code:139357
Deposited By:ANIMASHAUN MUSTAPHA ALAO (g201004400)
Deposited On:26 Oct 2014 15:28
Last Modified:26 Oct 2014 15:28

Repository Staff Only: item control page