EVALUATION OF NANOPARTICLES FOR ENHANCED OIL RECOVERY IN HIGH SALINITY AND HIGH TEMPERATURE CARBONATE RESERVOIRS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.
|
PDF (nanoEOR Thesis)
Mohammed_Al_Hamad_Thesis_nanoEOR.pdf - Published Version Download (3MB) | Preview |
Arabic Abstract
جسيمات النانو، من خلال العديد من الدراسات، أثبتت قدرتها على أن تكون احد العوامل الممكنه في تعزيز استخراج النفط و هذه الدراسة، تهدف إلى دراسة أداء جسيمات الزولايت الطبيعي في مقياس النانو على تعزيز استخراج النفط الخام بالمقارنة مع الطريقة الأعتيادية وهي ضخ المياه. جسيمات النانو ،في هذه الدراسة، متناثره في ماء البحر لنتمكن بالتالي من ضخها ، ولكن العديد من الدراسات أثبتت أن استقرار جسيمات النانو في المياه المالحة يشكل تحديا كبيرا. لذلك، من أجل دراسة أداء جسيمات الزولايت النانوية على تعزيز استخراج النفط، يجب أولاً التأكد من أستقرار تلك الجسيمات في مياه البحر. لدراسة ذلك، الجسيمات النانوية بُعثِرت بتركيزات مختلفة في مياه البحر حيث أظهرت الاختبارات المختلفة أن استقرار الجسيمات النانوية لم يدم أكثر من ساعة واحده. تم التحقق بعد ذلك من هذه المشكلة، عدم أستقرار جسيمات النانو في مياه البحر، عن طريق دراسة أستقرار الجسيمات في كلٍ من مكونات ماء البحر. أظهرت نتائج تلك الدراسة أن استقرار جسيمات الزولايت النانوية في محلول كلوريد الصوديوم ذو نسبة ملوحة تصل الى ( 14%) يعتبر جيد، بينما اذا زادت نسبة تلك الملوحة عن ( 14%) سيؤدي ذلك إلى زعزعة الاستقرار. بعد ذلك تم اختبار أستقرار الجسيمات في محاليل تحتوي على الأملاح ثنائية التكافؤ الموجودة في ماء البحر مثل كلوريد المغنيسيوم وكلوريد الكالسيوم وذلك عن طريق تشتيت جسيمات الزولايت النانوية في تلك المحاليل. أظهرت الدراسات أن وجود تلك الأملاح ثنائية التكافؤ ولو بنسب قليله في ماء البحر، سوف يؤدي الى زعزعة الأستقرار. في جهة أخرى، شُتِت تلك الجسيمات النانوية في ماء منزوع الأيونات حيث أظهرت الجسيمات أستقرار أكثر من جيد ولِمده طويله. لكي نتمكن من استقرار جسيمات الزولايت النانوية في ماء البحر، ينبغي أن يضاف مؤثر سطحي لماء البحر لكي يساعد في عملية الأستقرار. في هذه الدراسة تم فحص العديد من المؤثرات السطحية عن طريق اختبار أدائهم في استقرار تلك الجسيمات النانوية في ماء البحر. أظهرت نتائج تلك الدراسة أن المؤثر السطحي البوفيدون يشكل عامل استقرار جيد للجسيمات في ماء البحر. بعد ايجاد المؤثر السطحي المناسب، تم تحضيرعينات تحتوي على ذلك المؤثر وجسيمات الزولايت النانوية في ماء البحر. تم أستخدام تلك العينه بعد ذلك في العديد من التجارب لقياس أداء جسيمات الزولايت النانوية في تعزيز أستخراج النفط. أولاً، تم دراسة تأثير تلك العينه على التوتر السطحي بين ماء البحر وزيت الخام حيث أظهرت النتائج الى تقليل في قيمة التوتر السطحي حين أضافة تلك العينه. ثانياً، تم دراسة أثر تلك العينه على تغيير خاصية البلل للصخور الكربونية حيث أظهرت النتائج الى تغيير كبير في خاصية البلل مما قد يساعد من ثم على تعزيز أستخراج النفط. بعد ذلك، تم ضخ تلك العينه خلال صخره كربونيه تحتوي على نفط خام حيث أظهرت نتائج تلك التجربه قدرت جسيمات الزولايت النانوية في تعزيز أستخراج النفط.
English Abstract
Nanoparticles, through many studies, have proven its capability to be a potential enhanced oil recovery agent. In this study, aims to investigate the performance of natural Zeolite in nanoscale on the recovery of crude oil compared to the normal water flooding method. The natural Zeolite nanoparticles are dispersed in seawater, however nanoparticles stability in saline water have been reported to be a challenge. So, in order to investigate the performance of these natural Zeolite nanoparticles on oil recovery, one should first try to stabilize them in seawater. Natural Zeolite nanoparticles of different concentrations (0.02, 0.03, 0.05 wt%) were dispersed in seawater, where stability tests showed that precipitation of nanoparticles occurred in less than 1 hour. This problem, of nanoparticles precipitation in seawater, was investigated by studying the performance of the Zeolite nanoparticles in each electrolyte that exits in seawater. The study results showed good stability of the Zeolite nanoparticles in NaCl solution that has a concentration of 0.14 wt%, however Zeolite nanoparticles will destabilize at higher concentrations of NaCl. Divalent salts that exist in seawater (i.e. MgCl2 and CaCl2) were also tested by dispersing Zeolite nanoparticles in water samples that contain only these salts. The Zeolite nanoparticles were found to be destabilized even at very low concentrations of these salts. On the other hand, Zeolite nanoparticles found to have good stability in deionized water. Therefore, addition of surfactants should be considered when Zeolite nanoparticles need to be stabilized in seawater. Different surfactants were screened by testing their performance to stabilize the Zeolite nanoparticles in seawater. Polyvinylpyrrolidone (PVP) was shown to be the best to stabilize Zeolite nanoparticles in seawater. Experiments were then carried out using Zeolite nanoparticles plus (PVP) all dispersed in seawater. The effect of this dispersant on the interfacial tension (IFT) was investigated where the results revealed decrease in IFT values. The dispersant was shown also to change the wettability to more water wet which was due to the Zeolite nanoparticles, as a dispersant of only seawater plus (PVP) was tested and found to not alter the wettability. The efficiency of the dispersant of Zeolite nanoparticles plus (PVP) in seawater on oil recovery, was investigated where higher oil recovery compared to normal seawater injection was noted.
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Subjects: | Chemistry Research > Petroleum Petroleum > Enhanced Oil Recovery |
| Department: | College of Petroleum Engineering and Geosciences > Petroleum Engineering |
| Committee Advisor: | Sultan, Abdullah |
| Committee Members: | Khan, Safyan and Abdallah, Wael and Abu-khamsin, Sidqi and Al-Shehri, Dhafer |
| Depositing User: | MOHAMMED F (g200770310) |
| Date Deposited: | 21 Dec 2016 12:51 |
| Last Modified: | 01 Nov 2019 16:36 |
| URI: | http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140141 |