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

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
INFLUENCE_OF_NANOADDITIVES_ON_THE_RHEOLOGY_AND_THERMAL_PROPERTIES_OF_VISCOELASTIC_SURFACTANT_USED_IN_MATRIX_ACIDIZING.pdf - Accepted Version

Download (2MB) | Preview

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
Depositing User: ANIMASHAUN ALAO (g201004400)
Date Deposited: 26 Oct 2014 15:28
Last Modified: 01 Nov 2019 18:43
URI: http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139357