به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « کشش بین سطحی » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »

  • معصومه سیر، مصطفی لشکربلوکی*
    مزایای عمده سیلاب زنی سورفکتانت آن را به یک روش بسیار بالقوه برای افزایش بازیابی نفت تبدیل کرده است.  این مطالعه با هدف ارزیابی مخلوط دوتایی انواع سورفکتانت ها از جمله سورفکتانت آمونیوم چهارتایی کاتیونی (CTAB)، سورفکتانت آنیونی (AOT) و غیریونی (Tween 80) با یک مایع یونی بر پایه ایمیدازولیوم کاتیونی ([C12 mim][Cl]) در نسبت حجمی یکسان 2:1 انجام گردیده است. مخلوط های دوتایی سورفکتانت در شوری آب دریا و آب با شوری کم (ppm 39711 و ppm 650) مورد بررسی قرار گرفته اند تا اثر غلظت نمک نیز بر هر یک از مخلوط های دوتایی مشاهده گردد. کمترین کشش بین سطحی و بالاترین فعالیت سطحی برای مخلوط دوتایی [CTAB+[C12mim][Cl با IFT برابر mN/m 12/0 در غلظت های بالاتر از CMC بدست آمده است که نشان دهنده اثر هم افزایی نمک با سورفکتانت کاتیونی CTAB و مایع یونی [C12mim][Cl] می‏باشد. رفتار فازی و تغییر ترشوندگی سنگ کربناته دولومیتی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که کاهش کشش بین سطحی موجب بهبود عملکرد محلول در تغییر ترشوندگی سنگ دولومیتی نشده است به گونه ای که مقادیر اولیه زاویه تماس از حالت شدیدا نفت دوست (با زاویه حدود °‏150) پس از 60 روز در تماس بودن با محلول های موردنظر در بهترین حالت موجب تغییر ترشوندگی به سمت شرایط خنثی (با زاویه حدود °‏110)  گشته است. به منظور بررسی همزمان دو مکانیسم کاهش کشش بین سطحی و تغییر ترشوندگی، ضریب پخش شوندگی و عدد موئینگی نیز محاسبه گردید. نتایج نشان داد که با وجود کاهش کشش بین سطحی نفت خام از mN/m 72/8 به کمتر از mN/m 5/0، این بهبود منجر به ایجاد تغییرات مطلوب در نوع میکروامولسیون و یا تغییر ترشوندگی سنگ دولومیتی نگردیده است و لذا تغییر قابل توجهی در عدد مویینگی ایجاد ننموده است. بیشترین عدد موئینگی و کم ترین ضریب پخش شوندگی به ترتیب برای مخلوط دوتایی [AOT+[C12mim][Cl و [CTAB+[C12mim][Cl به دست آمده است.
    کلید واژگان: مایعات یونی, سورفکتانت, ضریب پخش شوندگی, کشش بین سطحی, تغییر ترشوندگی, عدد موئینگی}
    Masoome Siyar, Mostafa Lashkarbolooki *
    The main advantages of surfactant flooding, including the reduction of the interfacial tension between the aqueous surfactant solution and the residual oil and wettability alteration, make it a very potential method for the enhanced oil recovery processes. Since the surface activity of surfactants and their critical micelle concentration (CMC) can be improved by mixing them, this study was aimed to evaluate the binary mixture of various surfactants, including cationic quaternary ammonium surfactant (CTAB), anionic surfactant (AOT) and non-ionic (Tween 80) with an imidazolium-based ionic liquid ([C12mim] [Cl]) in the volume ratio of 2:1. Binary surfactant mixtures have been investigated in low and high salt concentrations (650 ppm and 38350 ppm) to see the effect of salt concentration on each of the binary mixtures. After investigation of the interfacial tension of each of these mixtures, the phase behavior of each of them was investigated. In addition, the wettability alteration on dolomitic carbonate rock has been investigated. To simultaneously investigate the two mechanisms including interfacial tension reduction and wettability alteration, the spreading coefficient and capillary number were calculated. The results showed that despite the decrease in the interfacial tension of crude oil from 8.72 mN/m to less than 0.5 mN/m, this improvement has no significant impact on the creation of a favorable microemulsion and change the wettability alteration of dolomitic rock into strongly water wet state, as a result, no significant changes in the capillary number and spreading coefficient were obtained.
    Keywords: Ionic Liquids, Surfactant, Interfacial Tension, Spreading coefficient, Wettability Alteration, Capillary number}
  • پدرام علیلو، حمیدرضا جهانگیری*، محمدتقی صادقی، پوریا اسماعیل زاده

    از مهم ترین روش های ازدیاد برداشت از مخازن کربناته می توان به تغییر ترشوندگی سنگ مخزن با پیدایش فناوری نانو که در چارچوب روش های ازدیاد برداشت نقش بسزایی داشته است، اشاره نمود. هدف از انجام این پروژه بهره گیری از نانو سیالات حاوی نانوذرات معدنی که از نظر اقتصادی به صرفه و سازگار بامحیط زیست است، است. به این منظور ابتدا 3 نوع نانوذره معدنی 3اSiO2 ،Al2O و TiO2 که توسط آسیاب گلوله ماهواره ای به روش مکانیکی، پودر در ابعاد میکرومتری به ابعاد نانومتری تبدیل شد. سپس 3 نانو سیال حاوی 3اSiO2 ،Al2O و TiO2 به همراه پخش کننده ها و پایدار کننده ها آماده شد. با انجام آزمایش زاویه تماس مشخص شد که زاویه تماس قطره نفت برروی سنگ کربناته نفت دوست شده بعد از پوشش دهی با نانو سیال با غلظت حداقل wt.% 01/0، از °1/132 به زاویه °1/87 تغییر یافت. سپس غلظت بهینه نانو سیال و زمان بهینه پیرسازی سنگ در نانو سیال تعیین شد که مقدار این پارامتر ها به ترتیب wt. % 01/0 و 7 روز بود. در ادامه نشان داده شد که سنگ پوشش داده شده با این نانو سیالات خاصیت ترشوندگی خود را به خوبی حفظ می کند. بر اساس آزمایش کشش بین سطحی نشان داده شد که کشش بین سطحی از mN/m 029/24 (آب و نفت) به mN/m 4 (نانو سیال و نفت) کاهش پیدا کرد. درنهایت با انجام آزمایش سیلاب زنی برروی مغزه های نفت دوست شده، بررسی ها نشان می دهد که در آزمایش سیلاب زنی حجم نفت استخراج شده 06/42% در حالت تزریق آب به 09/60% در حالت تزریق نانوسیال افزایش یافت. (نفت باقی مانده به ترتیب از cm³ 64/9 به cm³ 64/6 کاهش یافت) که در واقع ضریب بازیافت سیلاب زنی نسبت به حالت قبل 18% افزایش یافت.

    کلید واژگان: ازدیاد برداشت نفت, نانو سیالات, زاویه تماس, کشش بین سطحی, ترشوندگی مخزن}
    Pedram Alilou, HamidReza Jahangiri *, Mohammadtaghi Sadeghi, Pouriya Esmaeilzadeh

    One of the most important methods of increasing extraction from carbonate reservoirs is to change the wettability of the reservoir rock with the emergence of nanotechnology, which played a significant role in the framework of methods of increasing Oil Recovery. The purpose of this project is to use nanofluids containing inorganic nanoparticles, which are economical and environmentally friendly. For this purpose, first, 3 types of inorganic nanoparticles SiO₂, Al₂O₃ and TiO₂, which were converted into nanometer size powder by mechanical method (Ball mill). Then, 3 nanofluids containing SiO₂, Al₂O₃ and TiO₂ were prepared along with dispersants and stabilizers. By performing the contact angle test, it was found that the contact angle of the oil drop on the oil-wet carbonate rock changed from 132.1° to 87.1° after coating with nanofluid with a concentration of at least 0.01 wt.%. Then the optimal concentration of nano fluid and the optimal time of thin section aging in nano fluid were determined, and the values of these parameters were 0.01% by weight and 7 days, respectively. In the following, it was shown that the stone coated with these nanofluids maintains its wettability well. Based on the interfacial tension test, it was shown that the interfacial tension decreased from 24.029 mN/m (water and oil) to 4 mN/m (nanofluid and oil) at ambient temperature. Finally, by conducting the Core Flooding test on the oil wet plugs, the investigations show that in the flooding test, the volume of extracted oil increased by 42.06% in the case of water injection to 60.09% in the case of nanofluid injection. (Residual oil decreased from 9.64 cm³ to 6.64 cm³ respectively.) In fact, the flooding recovery factor increased by 18% compared to the previous state.

    Keywords: EOR (Enhanced Oil Recovery), Nanofluids, Contact Angle, Interfacial Tension, Reservoir wettability}
  • نازنین پرویزشاهی، امیرحسین سعیدی دهاقانی*

    موضوع تحقیق: 

    در سال های اخیر، سیلاب زنی آب هوشمند به منظور ازدیاد برداشت نفت بسیار مورد توجه قرار گرفته است و یکی از مکانیزم های اصلی آن تغییر ترشوندگی است. با این حال، اثر حضور اسید بر عملکرد آب هوشمند همچنان مشخص نیست. به بیان دیگر، سوال اصلی این است که آیا حضور اسید در کنار یون های تعیین کننده می تواند به تغییر ترشوندگی بیشتر و کاهش کشش بین سطحی منجر شود.به علاوه، در این تحقیق برای اولین بار یون های سه ظرفیتی به آب هوشمند اضافه شد ونتایج بدست آمده از آزمایشات انجام شده با نتایج مربوط به یون های دو ظرفیتی مقایسه شد.

    روش تحقیق: 

    در این مطالعه آب دریا، آب دریای 4 برابر رقیق شده و آب دریای 8 برابر رقیق شده در آب مقطر و محلول های اسید کلریدریک 0.001 و 0.01 نرمال آماده شدند و آزمایشات کشش بین سطحی و زاویه تماس انجام شد. سپس، در آب دریای 8 برابر رقیق شده که در محلول اسید کلریدریک 0.01 نرمال آماده شده بود غلظت یون های Ca2+، Mg2+ و Fe3+ تنظیم شد و تست های زاویه تماس و کشش بین سطحی انجام شد.

    نتایج تحقیق: 

    نتایج نشان داد که حضور اسید به تنهایی در آب مقطر اگرچه سبب کاهش کشش بین سطحی شد ولی زاویه تماس بسیار ناچیز کاهش یافت. همچنین، در صورت حضور اسید و یون های تعیین کننده، کشش بین سطحی کاهش قابل ملاحظه ای می کند که این به دلیل هم افزایی است که بین اسید و یون ها شکل می گیرد. اضافه شدن اسید به آب نمک با شوری مختلف توانست زاویه تماس را کاهش دهد ولی سطح شیشه همچنان نفت دوست باقی ماند. در مورد کاتیون های دو و سه ظرفیتی، نتایج نشان داد افزایش غلظت یون Fe3+ در آب هوشمند سطح شیشه را آب دوست کرد اگرچه افزایش غلظت Ca2+ و Mg2+ منجر شد ترشوندگی از شرایط نفت دوست به شرایط خنثی تغییر کند. به علاوه، حضور یون های دو و سه ظرفتی رفتار مشابهی در کاهش کشش بین سطحی داشتند و با افزایش 4 برابری غلظت هر کدام از یون ها، کشش بین سطحی در حدود mN/m 2 کاهش یافت.

    کلید واژگان: آب هوشمند, اسید, کشش بین سطحی, تغییرات ترشوندگی, کاتیون سه ظرفیتی}
    Nazanin Parvizshahi, Amirhossein Saeedi Dehaghani*

    Research Subject:

     In recent years, smart water flooding has gained attention regarding enhanced oil recovery, and one of its driving mechanisms is wettability alteration. However, the effect of acid presence on smart water performance needs to be clarified. Thus, the main question is whether the presence of acid and potential determining ions can lead to further wettability alteration and interfacial tension (IFT) reduction. Additionally, in this study, trivalent cations were added to smart water for the first time, and the results were compared with those of divalent cations. 

    Research approach: 

    In this study, seawater (SW), 4-times diluted SW, and 8-times diluted SW were prepared in distilled water, 0.001 normal HCl and 0.01 normal HCl, and the contact angle and IFT experiments were carried out. In addition, concentrations of Ca2+, Mg2+, and Fe3+ were adjusted in 8-times diluted SW prepared in 0.01 normal HCl, and the IFT and contact angle tests were conducted.

    Main Results

    The results showed that the presence of acid in distilled water could decrease the IFT values; however, it did have a marginal effect on contact angle reduction. Also, because of synergistic effects between acid and potential determining ions, IFT significantly declined. While adding acid to brines with different salinities resulted in contact angle reduction, the glass surface remained oil-wet. Regarding divalent and trivalent cations, the results revealed that increasing Fe3+ concentration in smart water made the glass surface water-wet. However, adjusting Ca2+ and Mg2+ concentrations changed the wettability from oil-wet to neutral-wet. Moreover, divalent and trivalent cations showed similar behavior in IFT reduction, and a four-times increase in the concentration of each mentioned ion reduced IFT by about 2 mN/m.

    Keywords: Smart water, Acid, Interfacial tension, Wettability alteration, Trivalent cation}
  • محمد براری، مصطفی لشکربلوکی*، رضا عابدینی
    سیلاب زنی سورفکتانت به دلیل مزایای عمده آن، به ویژه کاهش کشش بین سطحی (IFT) نفت خام/شورآب و تغییر ترشوندگی به عنوان یکی از روش های موثر در فرآیند ازدیاد برداشت نفت شناخته شده است. تحقیق حاضر با هدف بررسی اثر نوع یون های موجود در فاز آبی بر کارآیی سورفکتانت های بر پایه مایع یونی از خانواده امیدازولیوم با طول زنجیره کاتیونی متفاوت در بهبود این دو مکانیسم انجام شده است. برای بررسی هم زمان این دو مکانیسم، کار چسبندگی و پیوستگی و ضریب پخش شوندگی محاسبه شد. سورفکتانت های [C12 mim][Cl] و [C18 mim][Cl] در حضور الکترولیت های NaCl و Na2SO4 مورد بررسی قرارگرفته اند. بر اساس غلظت بحرانی مایسل (CMC)، کارآیی سه غلظت از مایعات یونی (کمتر از CMC، و بیشتر از CMC) در تغییر ترشوندگی و بهبود ضریب پخش شوندگی نفت برروی سنگ کربناته دولومیتی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد عملکرد مایع یونی با افزایش طول زنجیر وابسته به نوع نمک است اگرچه اهمیت غلظت سورفکتانت بیشتر از نوع نمک بوده است. به طور کلی، کاهش کشش بین سطحی عملکرد محلول در تغییر ترشوندگی را بهبود داده است. کمترین کشش بین سطحی و بالاترین فعالیت سطحی برای محلول [C12mim][Cl]/NaCl با IFT برابر mN/m 6/0 در غلظت های بالاتر از CMC به دست آمده است که نشان دهنده اثر هم افزایی نمک با آنیون-Cl و مایع یونی [C12mim][Cl] در کاهش کشش بین سطحی است که باعث تغییر ترشوندگی سنگ کربناته دولومیتی از حالت شدیدا نفت دوست به حالت آب دوست شده است. این دو سازوکار باعث گردید بالاترین ضریب پخش شوندگی برای مایع یونی با طول زنجیر کوتاه تر ([C12mim][Cl]) و در حضور نمک NaCl به دست آید.
    کلید واژگان: مایعات یونی, سورفکتانت, ضریب پخش شوندگی, کشش بین سطحی, تغییر ترشوندگی}
    Mohammad Barari, Mostafa Lashkarbolooki *, Reza Abedini
    Surfactant flooding is one of the most effective methods of the enhanced oil recovery (EOR) technique since it can reduce the interfacial tension (IFT) and wettability of the crude oil oil/rock/formation brine system. The aim of this study is to investigate the effect of ions (NaCl and Na2SO4) on the efficiency of two ionic liquids (ILs) namely 1-dodecyl-3-methyl imidazolium chloride ([C12mim][C])) and 1-octadecyl-3-methyl imidazolium chloride ([C18mim][Cl]) with different alkyl chain lengths on the IFT reduction and wettability alteration using works of adhesion and cohesion and spreading coefficient. Based on the critical micelle concentration (CMC) measurement, the efficiency of ILs at three different concentrations (C), C<CMC, C=CMC, and C=CMC, are investigated to evaluate the wettability alteration on the dolomitic carbonate rock surface and oil spreading coefficient. The results show that the performance of IL with longer chain length depends on the salt type, although the importance of surfactant concentration is dominant compared with salt type effect. To sum up, it seems that the IFT reduction can improve the performance of the solution for wettability alteration. The worth mentioning point is that the highest spreading coefficient is obtained for the IL with shorter chain length ([C12mim] [Cl]) in the presence of NaCl salt.
    Keywords: Ionic Liquids, Surfactant, Salinity, Spreading coefficient, Interfacial Tension, Wettability Alteration}
  • منا خرازی، جواد صاین*، میثم یاری، محمدعلی زلفی گل

    طی سال های اخیر، مایعات یونی دوقلو، به عنوان دسته جدیدی از مواد فعال سطحی، توجه زیادی را به خود جلب نموده است. استفاده از این مواد برای کاهش کشش بین سطحی نفت خام- آب و افزایش بازیابی نفت دارای مزایای زیادی است. در این پژوهش، به بررسی تاثیر غلظت، دما و pH بر کشش بین سطحی نفت خام -آب در حضور مایعات یونی دوقلوی فعال سطحی با طول زنجیره هیدروکربنی متفاوت پرداخته می شود. بدین منظور، دو مایع یونی دوقلوی فعال سطحی بر پایه ایمیدازولیوم، با علایم اختصاری [C4im-C4-imC4][Br2] و [C8im-C4-imC8][Br2]، سنتز و مورد استفاه قرار گرفتند. با اندازه گیری کشش بین سطحی، تحت شرایط مختلف، تغییرات مربوطه مد نظر قرار گرفتند. نتایج نشان داد که کاهش کشش بین سطحی به شدت به طول زنجیره هیدروکربنی مایعات یونی و غلظت وابسته بوده و بیشترین درصد کاهش کشش بین سطحی به ترتیب به میزان 5/72 و 5/97% در غلظت بحرانی تشکیل مایسل و در دمای K 2/298 حاصل شد. مایعات یونی دوقلوی فعال سطحی در دمای بالا و در گستره وسیعی از pH پایدار بوده و افزایش هر یک از این عوامل باعث ارتقای عملکرد مایعات یونی می گردد. در بررسی نظری، معلوم شد که داده های تجربی با ایزوترم جذب سطحی فرومکین مطابقت داشته و پارامترهای به دست آمده دارای روند تغییرات منطقی هستند

    کلید واژگان: مایعات یونی دوقلو بر پایه ایمیدازولیوم, کشش بین سطحی, افزایش بازیابی نفت, طول زنجیره آلکیل, نفت خام}
    Mona Kharazi, Javad Saien *, Meysam Yarie, MohammadAli Zolfigol

    During recent years, Gemini ionic liquids (ILs), as a new type of surfactants, have gained much attention due to their significant interfacial activity. Accordingly, use of these materials to reduce crude oil-water interfacial tension (IFT) and to enhance oil recovery is much advantageous. In this study, effects of concentration, temperature and pH on the crude oil-water IFT in the presence of Gemini IL surfactants were investigated. For this aim, alkyl chain length imidazolium based gemini ILs of [C4im-C4-imC4][Br2] and [C8im-C4-imC8][Br2] were synthesized and used. By measuring IFT of the system, under different conditions, the corresponding variations were considered. Results revealed the strong effect of alkyl chain length and concentration on the IFT, leading to, respectively, 72.5 and 97.5% reductions under critical micelle concentrations and temperature of 298.2 K. The Gemini IL surfactants were stable at high temperatures and under a wide range of pH, and that their performance was significantly promoted with these factors. In theoretical investigation, it was revealed that the experimental data were nicely consistent with the Frumkin adsorption isotherm and the obtained parameters with reasonable variations.

    Keywords: Imidazolium gemini ionic liquids, Interfacial Tension, EOR, Alkyl chain length, Crude Oil}
  • حامد فرهادی، مهدی نظری صارم*
    ساز و کار های تزریق آب کم شور در مخازن کربناته به دلیل طبیعت پیچیده آن نسبت به مخازن ماسه سنگی به خوبی درک نشده است. با استفاده از سنگ آهک و نفت خام یکی از چاه های میدان نفتی شادگان، آزمایش تزریق مغزه با توالی آب پرشور و کم شور انجام شد. آب دریای 10 بار رقیق شده به عنوان آب کم شور توانست 5/14% از نفت درجای اولیه را پس از تزریق ثانویه آب دریا بازیافت کند. در نقطه مقابل، تزریق ثالثیه همان آب کم شور در سنگ مصنوعی از جنس کلسیت خالص (با خواص پتروفیزیکی مشابه با سنگ واقعی) تنها 4/3% از نفت درجای اولیه را تولید کرد.  نتایج زاویه تماس، ازدیاد برداشت نفت در تزریق آب کم شور را به تغییر ترشوندگی سنگ ها به سمت آب دوستی بیشتر نسبت داد. با این حال، میزان تغییر ترشوندگی در سنگ آهک میدان نفتی شادگان (°42) نسبت به سنگ کلسیتی خالص (°16) به صورت معنی داری بیشتر بود. بر اساس نتایج پتانسیل زتا، تغییر ترشوندگی توسط آب کم شور به منفی تر شدن بار الکتریکی میان رویه های نفت خام/ شورآب و سنگ/ شورآب نسبت داده شد. روند افزایشی pH با کاهش شوری نشان داد جذب بیشتر CO3-2 در شوری پایین عامل کاهش بار الکتریکی سطح کلسیت می باشد. میزان بار الکتریکی سنگ آهک میدان نفتی شادگان در ازای کاهش شوری آب تزریقی از آب دریا به آب دریای 10 بار رقیق شده کاهش بیشتری (mV 7/7) نسبت به  سنگ کلسیتی خالص (mV 1/4) تجربه کرد. نتایج طیف سنجی فلورسانس پرتوی ایکس این رفتار را به حضور ناخالصی هایی همچون سیلیکا، سولفات و فسفات در سنگ آهک میدان نفتی شادگان نسبت داد.
    کلید واژگان: ازدیاد برداشت نفت, تزریق آب کم شور, کشش بین سطحی, تغییر ترشوندگی, بار الکتریکی سطح}
    Hamed Farhadi, Mahdi Nazarisaram *
    Due to the complex nature of carbonate reservoirs, mechanisms behind low salinity water injection (LSWI) in these reservoirs are not well understood compared to sandstone ones. Using a limestone core and crude oil from one of the wells of the Shadegan oil field, a core injection test was performed with a sequence of high salinity-low salinity water. 10-time diluted seawater, as low salinity water, was able to recover 14.5% of initial oil in place (IOIP) following the secondary injection of seawater. In contrast, the tertiary injection of the low salinity bine into artificial pure calcite rock (with petrophysical properties similar to real rock) recovered only 3.4% of IOIP. Using the results of the contact angle test, the improved oil recovery by LSWI is attributed to wettability alteration towards a more water-wet state. However, the amount of wettability alteration in Shadegan oil field limestone (42°) is significantly higher than that of pure calcite rock (16°). Based on the results of zeta potential, the wettability alteration by low salinity water is attributed to the more negative electric charge of the crude oil/brine and rock/brine interfaces. The increasing trend of pH with decreasing the salinity showed that more CO32- adsorption at low salinity reduces the electric charge on the calcite surface. The electric charge of Shadegan oil field limestone, by reducing the salinity of injected water from seawater to 10-time diluted seawater, experienced a greater decrease (7.7 mV) than pure calcite (4.1 mV). XRF results attributed this behaviour to the presence of impurities such as silica, sulphate, and phosphate in the Shadegan oil field limestone.
    Keywords: Enhanced Oil Recovery, Low salinity water flooding, Fluid-Fluid, Rock-Fluid Interactions, Zeta Potential}
  • سپهر زمان پور، علیرضا بهرامیان، مستانه حاجی پور*

    در فرایند تزریق آب به مخزن، بخشی از مواد فعال سطحی که به طور طبیعی در نفت وجود دارند، می توانند درآب تزریقی حل شوند. وجود این مواد پدیده های سطحی، سامانه سه فازی آب-نفت-سنگ را تحت تاثیر قرار می دهد. تاثیر این مواد به منظور اصلاح ترکیب یونی آب تزریقی، در مطالعات پیشین کمتر مورد توجه بوده است. در این مقاله ابتدا تاثیر ترکیبات اسیدی موجود در نفت خام و ترکیب آب اولیه بر ترشوندگی اولیه سنگ کربناته بررسی شد. سپس جهت بررسی تغییرات ترشوندگی سنگ کلسیتی نفت دوست از آب نمک های منیزیم کلرید، کلسیم کلرید، پتاسیم کلرید و سدیم سولفات با مولاریته بین 1/0 تا 1 استفاده شد. کشش بین سطحی نفت با آب مقطر و نمونه های آب نمک با غلظت های یونی مختلف به طور جداگانه اندازه گیری و مقایسه شد. تغییر در خواص سطحی نمونه های سنگ کلسیت از طریق اندازه گیری زاویه تماس پس از پیرسازی نمونه های مقطع نازک در آب نمک ها و نفت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت یون ها و قدرت یونی محلول های نمکی، به دلیل انحلال ترکیبات اسیدی نفت در سطح تماس دو فاز آب و نفت، کشش بین سطحی کاهش می یابد. همچنین در صورت غالب بودن ترکیبات اسیدی در نفت، یون منیزیم بیشترین تاثیر را در کاهش کشش بین سطحی و تغییر ترشوندگی سنگ دارد. به طوری که با افزایش غلظت آن تا 1 مولار، کشش بین سطحی به مقدار 1 (mN/m) و زاویه تماس به 42 درجه کاهش می یابد. اندازه گیری زاویه تماس نشان داد که ترکیب آب اولیه موجود در سنگ مخزن بر تغییر ترشوندگی اولیه سنگ موثر بوده و تشکیل لایه یونی-آلی در مجاورت سطح سنگ از مهم ترین عوامل تغییر ترشوندگی است. حضور یون منیزیم در آب اولیه موجود در سنگ، موجب کاهش زاویه تماس به 145 درجه و افزایش آب دوستی در سطح سنگ می شود. همچنین افزایش حلالیت ترکیبات اسیدی محلول در نفت در فاز آبی بر تغییرات ترشوندگی سنگ تاثیر زیادی دارد. نتایج به دست آمده نشان داد که برهم کنش بین یون های موجود در فاز آبی بخصوص کاتیون ها و آنیون های دو ظرفیتی و مواد فعال سطحی (کربوکسیلیک اسید) رفتار سطحی آب را در تماس با فاز نفت و سنگ مشخص می کند.

    کلید واژگان: ترشوندگی, کشش بین سطحی, ترکیبات اسیدی نفت, یون های دو ظرفیتی, لایه یونی-آلی}
    Sepehr Zamanpour, Alireza Bahramian, Mastaneh Hajipour*

    Research subject: 

    In water injection process, part of the surface active agents that are naturally present in oil can be dissolved in injected water. The presence of these substances affects the surface phenomena of the three phase water-oil-rock system. The effect of these substances on modification of the ionic composition of injected water has been less investigated in previous studies.

    Research approach:

     In this paper, first, the effects of acidic compounds in crude oil and connate water composition on initial wettability of carbonate rock were investigated. Then to investigate the wettability changes of oil-wet calcite rock, single-salt aqueous solutions of MgCl2, CaCl2, KCl, and Na2SO4 having concentrations of 0.1 to 1 molar were used.Oil–water interfacial tension (IFT) for distilled water and salt waters in various concentrations were measured and compared. Variations of calcite rock surface properties were investigated by contact angle measurement after aging of thin sections in oil and salt waters.

    Main results

    Results indicated that by increasing ion concentration and ionic strength of salt waters, IFT decreases due to dissolution of acidic compounds of oil at the interface of oil and water. Moreover, for high content of acidic compounds in the oil, Magnesium ion has the most impact on reducing IFT and altering the rock wettability. So that by increasing the concentration up to 1 molar, IFT and contact angle decrease to 1 mN/m and 42 degrees, respectively.Contact angle measurements revealed that the composition of connate water is effective in changing the initial wettability of the rock, and formation of ionic-organic layer adjacent to the rock surface is one of the most important factors in wettability alteration. The presence of Magnesium ion in connate water decreases the contact angle to 145 degrees and causes the rock surface to become more water wet.Also, increasing solubility of oil-soluble acidic compounds in the aqueous phase has a significant effect on the rock wettability. The experimental results showed that the interaction between ions in the aqueous phase, especially the divalent ions, and surface active agents (carboxylic acid) determine the surface behavior of water in contact with oil and rock.

    Keywords: Wettability, IFT, Acidic oil, Divalent ions, Ionic-organic layer}
  • نسیبه باشتی، اصغر گندم کار*، مهدی شریف

    یکی از چالش های موجود در حین تزریق گاز، کنترل تحرک پذیری گاز است که به علت گرانروی پایین موجب میان شکنی زود هنگام و در نتیجه، کاهش راندمان جابه جایی نفت مخزن می شود. در این مطالعه سعی شده است که از قوام دهنده پلیمری P-1-D با وزن مولکولی پایین (g/mol 910) به منظور کنترل تحرک پذیری گاز دی اکسیدکربن در شرایط مخزن استفاده شود. قوام دهنده های پلیمری با وزن مولکولی پایین جهت حلالیت در گاز نیاز به کمک حلال ندارند که می تواند کاربرد آنها را در فرآیند ازدیاد برداشت میدانی، نسبت به قوام دهنده های پلیمری با وزن مولکولی بالا در اولویت قرار دهد. برای این منظور، ابتدا فشار نقطه ابری شدن جهت ایجاد شرایط تک فاز گاز و پلیمر محاسبه شد. سپس، تاثیر قوام دهنده پلیمری برروی گرانروی دی اکسیدکربن در غلظت های 5000، 10000، 30000، 50000، 80000 و ppm 100000  مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه، تاثیر قوام دهنده پلیمری P-1-D برروی کشش بین سطحی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که فشار نقطه ابری شدن برای گاز دی اکسیدکربن و قوام دهنده پلیمری با افزایش غلظت قوام دهنده کاهش می یابد و همگی کمتر از فشار مخزن است. همچنین، قوام دهنده پلیمری موجب افزایش گرانروی گاز دی اکسیدکربن به میزان 7/15 برابر در غلظت ppm 80000 شده است که موجب کنترل تحرک پذیری گاز تزریقی خواهد شد. علاوه بر این، استفاده از قوام دهنده پلیمری موجب کاهش کشش بین سطحی شده است به نحوی که در غلظت ppm 10000 گاز تزریقی شرایط امتزاجی را خواهد داشت.

    کلید واژگان: قوام دهنده پلیمری, تحرک پذیری گاز, گرانروی, کشش بین سطحی, فشار نقطه ابری شدن}
    Nosaybeh Bashti, Asghar Gandomkar *, Mehdi Sharif

    The gas mobility control is one of the main challenges during gas injection. It causes early gas break through and decreases the sweep efficiency due to low viscosity. In this study, the small molecule thickener (P-1-D, MW=910 g/mol) was used to improve the CO2 mobility control at reservoir conditions. The small molecule thickener can dissolved in gas without any co-solvent. It leads to the small molecule thickeners which may be used to the EOR field application in comparison with high molecular thickeners. The cloud point pressures were calculated to ensure that the single phase condition has occurred between CO2 and gas thickener. In addition, the effect of gas thickener on CO2 viscosity was investigated for 5000, 10000, 30000, 50000, 80000, and 100000 ppm P-1-D concentrations. Moreover, the impact of P-1-D thickener on interfacial tension (IFT) was studied. The results illustrated that the cloud point pressure for gas and CO2 thickener decreased by increasing in P-1-D concentrations and all of these are below the reservoir pressure. Also, the gas thickener increased the CO2 viscosity 15.7 fold for 80000 ppm concentration which can improve the gas mobility control. Finally, the IFT decreased in presence of the gas thickener which can provide the miscibility condition for at least 10000 ppm concentration.

    Keywords: Polymer Thickener, Gas Mobility, viscosity, Interfacial Tension (IFT), Cloud Point Pressure}
  • محسن بهاءلو هوره، سلمان قربانی زاده، بهزاد رستمی*
    در این مطالعه سعی شده است تا اثر حلالیت ترکیبات آمفیفیلیکی نفت خام اسیدی در آب بر کشش سطحی و کشش بین سطحی در کنار نمک های کلریدسدیم و سولفات سدیم مورد بررسی قرار گیرد. بر همین اساس، آب مقطر به همراه آب نمک های سدیم کلرید و سدیم سولفات در قدرت یونی صفر تا M 2 در تماس با نفت خام قرار داده شدند تا به صورت اشباع از ترکیبات آمفیفیلیکی درآیند. بررسی اثر این ترکیبات بر روی خواص آب های در تماس، توسط آزمایشات pH، مقدار کل کربن آلی (TOC)، کشش سطحی آب/هوا و کشش بین سطحی آب/نرمال دکان انجام شد. نتایج نشان می دهد مقدار کمی از ترکیبات آمفیفیلکی نفت خام، به خصوص ترکیبات بازی و اسیدی، در آب حضور پیدا می کنند که تاثیر به سزایی در کاهش کشش سطحی و بین سطحی دارند. همچنین، مشاهدات نشان می دهد که برای هر دو آب نمک کلریدسدیم و سولفات سدیم با افزایش قدرت یونی آب، نقطه شوری بهینه ای در بازه 1/0 تا M 25/0 برای هر دو نمک وجود دارد که مقدار کشش سطحی و بین سطحی در این نقطه کمینه می شود.
    کلید واژگان: کشش سطحی, کشش بین سطحی, آب نمک, نفت خام, ترکیبات آمفیفیلیک}
    Mohsen Bahaloo Horeh, Salman Ghorbanizadeh, Behzad Rostami *
    In this study, the effect of water-soluble amphiphilic compounds of crude oil and ionic composition of water, on surface and interfacial tension were investigated. Distilled water and salt water of NaCl and Na2SO4 in five ionic strengths up to 2 molar were contacted to the crude oil to be saturated with crude oil amphiphilic compounds. The effect of these compounds on water properties are examined with pH, total organic carbon (TOC), surface tension and interfacial tension tests. Finally, the obtained results show that a low amount of acidic and basic compounds of crude oil were dissolved in contacted waters which have significant effect on surface and interfacial tension. In addition, the results reveal that by increasing the ionic strength of NaCl and Na2SO4 salt water, there is optimal salinity between 0.1 and 0.25 molar.
    Keywords: Surface Tension, Interfacial Tension, salt water, acidic crude oil, amphiphilic compounds}
  • مهدی سلامی حسینی*، محمدعلی معینی، میرکریم رضوی آقجه، مهدی مصطفائیان
    روش المان محدود تعمیم یافته یکی از روش های نوین در حیطه شبیه سازی فرآیندهای دارای ناپیوستگی در خواص است که با اصلاح تابع تقریب و کاهش معنادار محاسبات نسبت به سایر روش های مرسوم، امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است. با این حال، این روش در حیطه مکانیک سیالات بسیار نوپا است. لذا در این پژوهش با استفاده از روش المان محدود تعمیم یافته به عنوان یک ابزار، به بررسی رفتار یک قطره و عوامل تاثیرگذار بر آن در سامانه های نیوتنی-نیوتنی و غیرنیوتنی-نیوتنی اقدام گردید. نتایج به دست آمده در این پژوهش و انطباق بسیار خوب آن با نتایج سایر محققان، حاکی از قابلیت استفاده از این روش به عنوان روشی بهینه در حل عددی مسائل مربوط به سیالات است. در این پژوهش با استفاده از روش المان محدود تعمیم یافته، امکان مطالعه رفتار قطره برای حالاتی که تفاوت زیادی میان مشخصات فیزیکی و رئولوژیکی سازنده ها از قبیل نسبت ویسکوزیته و کشش بین سطحی وجود داشت، فراهم گردید. نتایج به دست آمده در این پژوهش نشان داد که رابطه معکوس میان اندازه نهایی قطره با نسبت ویسکوزیته سازنده ها ، با ثابت نگاه داشتن پارامترهای رئولوژیکی، وجود دارد. همچنین، مشاهده گردید با افزایش اندازه قطره و اثر دیواره ها، میزان تغییرفرم قطره در تمامی نسبتهای ویسکوزیته افزایش می یابد.
    کلید واژگان: المان محدود تعمیم یافته, تغییر فرم قطره, سامانهدو فازی, ویسکوزیته, کشش بین سطحی}
    Mahdi Salami Hosseini *, Mohammad Ali Moeeni, Mirkarim Razavi Aghjeh, Mahdi Mostafaian
    One of the most important challenging subjects for scientists is the numerical simulation of the transport phenomena in heterogeneous media. The discontinuity in the properties causes computational errors leading to incorrect estimation of the exact values. Various methods were rendered to reduce the error. Most of these methods are based on the remeshing of the elements to align with discontinuities increasing the calculation cost significantly. One of the powerful methods introduced recently is extended finite element method (XFEM). XFEM is based on the modification of the interpolation functions to capture discontinuities throughout the domain. Using this method in fluid mechanic was merely addressed but recently the approach has been changed. So, in the present study, attempts were made to study the affecting factors on the deformation of Newtonian/Newtonian and non-Newtonian/Newtonian systems. The obtained results showed a good agreement with the experimental results by other scientists. Because of pressure field modification, studying droplet deformation becomes possible, even when rheological properties of component like viscosity ratio and interfacial tension are very different. The obtained results indicated that by fixing all rheological parameters, there will be an inverse relationship between the final droplet size and viscosity ratio of components.
    Keywords: extended finite element method, droplet deformation, two phase systems, viscosity, Interfacial tension}
  • سپیده ویس کرمی*، آرزو جعفری، ابوذر سلیمان زاده

    روند رو به رشد مصرف انرژی و افزایش تقاضا برای نفت منجر به اعمال روش هایی برای افزایش بازیافت نفت شده است. از جمله این روش ها می توان به روش های شیمیایی ازدیاد برداشت اشاره کرد. اما عموما تاثیر این روش ها از مقادیر پیش بینی شده توسط مطالعات، نامطلوب تر بوده است. یکی از علل عمده این امر، از دست رفتن ماده فعال سطحی از طریق جذب یا ایجاد رسوب بر روی سطح سنگ است. ترکیب کانی شناسی سنگ مخزن، در تعیین برهم کنش های بین سطح تماس مایع و جامد اثرگذار خواهد بود. این اثر به صورت تغییر در بار سطحی جاذب و تغییر ترشوندگی خواهد بود. در این پژوهش به بررسی اثر جذب ماده فعال سطحی Dioctyl sulfosuccinate sodium salt (AOT) بر روی جاذب سنگ مخزن کربناته آب دوست پرداخته شد. بدین منظور، پس از آماده سازی نمونه های سیال و سنگ، به بررسی جذب ماده فعال سطحی در غلظت های زیر CMC و بیش تر از آن پرداخته شد. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت ماده فعال سطحی در توده فاز مایع، جذب افزایش می یابد، تا در غلظت ppm1200به نقطه اشباع برسد. نتایج مدل سازی نشان داد که ایزوترم تعادلی فروندلیش با میزان  مساوی با 8971/0 به بهترین نحو، رفتار جذب ماده فعال سطحی AOT را پیش بینی و توصیف می کند.

    کلید واژگان: ماده فعال سطحی, سنگ کربناته, ایزوترم جذب, کشش بین سطحی}
    Sepideh Veiskaramia*, Arezoo Jafari, Aboozar Soleymanzadehb

    The enhancement of energy consumption and increasing demand for oil have led to using improve oil recovery methods. Chemical enhanced oil recovery methods are among the most widly used techniques. Generally, the effect of these methods has been less than the predicted amounts by the studies. One of the leading causes, could be due to the loss of chemicals by adsorption or precipitation of the surfactants on the rock surface. The mineralogy of the reservoir rocks is effective in determination of the interaction between the bulk of the fluid phase and rock surface. This effect will change in the surface charge of the adsorbent and wettability alteration of the rocks.

    Research subject

    In this study, the adsorption of AOT surfactant on the surface of a hydrophilic adsorbent of carbonate reservoir was investigated. For this purpose, after the preparation of rock and fluid samples, the adsorption of surfactant was investigated in concentrations below and above the CMC.

    Research approach

    Batch adsorption experiments were conducted to measure the amount of surfactant adsorption on the surface of carbonate rock. First different concenteration of AOT solutions and carbonate rock as adsorbent were combined. After 48h, the equilibrium concentrations were determined by using the calibration curve and. The amount of surfactant adsorption can be calculated by knowing the maqnitudes of equilibrium and initial concentration of the surfactant.

    Main results

    The results showed that by increasing the concentration of the surfactant in the liquid phase, the adsorption increased until it reaches a saturation point at the concentration of 1200 ppm. The results of the modeling showed that the Freundlich equilibrium isotherm with 1⁄n equals 0.8971 was the best fit for describing the prediction of AOT surfactant adsorption behaviour.

    Keywords: Surfactant, Carbonate Rock, Adsorption Isotherm, Wettability alteration}
  • الیاس قلعه گلاب، سیاوش ریاحی*، علی نخعی، محمد وطن خواه

    تزریق هم زمان پلیمر و سورفکتانت باعث ایجاد برهم کنش بین سورفکتانت و پلیمر شده و سبب کاهش قابل ملاحظه ای در عملکرد آن ها می گردد. یکی از راه حل های برطرف نمودن این مشکل، استفاده از مواد جدیدی به نام سورفکتانت پلیمری است که می تواند جایگزین جذابی برای روش های موجود باشد. این مواد جدید علاوه بر اینکه اثرات هم زمان پلیمر و سورفکتانت مانند افزایش ویسکوزیته آب، کاهش کشش بین سطحی آب و نفت و تغییر ترشوندگی سنگ مخزن را دارا هستند، می تواند موجب افزایش تولید نفت نسبت به سایر روش های سنتی نیز گردند. در این تحقیق ابتدا پلی اکریل آمید هیدرولیز شده و پلی اکریل آمید اصلاح شده  به عنوان یک سورفکتانت پلیمری با استفاده از یک گروه آب گریز زویتری  سنتز گردید. سپس اثر این دو پلیمر به تنهایی و نیز در حضور هم زمان چهار نمک CaCl2ا، MgCl2 و K2SO4ا،NaCl برروی پارامترهایی از قبیل کشش بین سطحی آب و نفت، ویسکوزیته و تنش برشی بررسی شد. نتایج حاصل از این آزمایش ها نشان می دهد که استفاده از پلی اکریل آمید اصلاح شده باعث کاهش کشش بین سطحی تا mN/m 4/41 می گردد در حالی که در شرایط مشابه پلی اکریل آمید هیدرولیز شده کشش بین سطحی را تا mN/m 13/65کاهش می دهد. همچنین ویسکوزیته در شوری mg/L 104×1 برای پلی اکریل آمید اصلاح شده آب گریز برابر با 174 و برای پلی اکریل آمید هیدرولیز شده cp 62 بوده که نشان می دهد با افزایش غلظت نمک، پلی اکریل آمید اصلاح شده آب گریز عملکرد بهتری نسبت به پلی اکریل آمید هیدرولیز شده از خود نشان می دهد. در همین شوری، در نرخ برشی s-1 400، ویسکوزیته پلی اکریل آمید اصلاح شده آب گریز و پلی اکریل آمید هیدرولیز شده به ترتیب برابر با 1/06 و cp 14/0 اندازه گیری شد.

    کلید واژگان: سورفکتانت پلیمری, کشش بین سطحی, شوری, ویسکوزیته, تنش بررشی}
    Elias Ghaleh Golab, Siavash Riahi *, Mohammad Vatankhah, Varnosfaderani, Ali Nakhaee

    The application of polymers is one of the key techniques in different improved oil recovery (IOR) methods, namely polymer flooding, surfactant-polymer flooding, and alkaline-surfactant-polymer (ASP) flooding. Contact between polymers and surfactants in the reservoir, however, may cause some interactions between the two materials, leading to undesirable changes in their performance. In addition, flooding with polymeric surfactants is an attractive solution to this problem. Moreover, polymeric surfactants, in which hydrophobic groups are attached to hydrophilic polymers, simultaneously exhibit some properties of polymers and surfactants such as increasing the viscosity of solution, reducing the interfacial tension between water and oil, and also changing the wettability of the reservoir rock. In this study, polyacrylamide is hydrolyzed and using a zwitterion hydrophobic group, a new zwitterionic polymeric surfactant is synthesized. FTIR and HNMR identification tests verified the success of the process. The impact of hydrolyzed polyacrylamide (HPAM) and zwitterionic polymeric surfactant on water-oil interfacial tension, fluid viscosity, and shear rate were measured in the presence of CaCl2, MgCl2, K2SO4, and NaCl. Our results show that while HPAM reduced the interfacial tension to 13.65 mN/m, hydrophobically modified zwitterionic polyacrylamide (HMZPAM) reduced interfacial tension to 4.41 mN/m. While in similar conditions Hydrolyzed polyacrylamide reduces the interfacial tension to 13.65 mN/m. In salinity of 10,000 Mg/L, the viscosity of HPAM and HMZPAM were measured as 62 cP and 174 cP respectively. HMZPAM also showed better properties in elevated salt concentrations and shear rates. Finally, at the shear rate of 400 S-1, the apparent viscosity of HPAM and HMZPAM were equal to 0.14 cP and 1.06 cP respectively.

    Keywords: Polymeric Surfactant, Interfacial Tension, Salinity, viscosity, Shear rate}
  • اصغر گندم کار*، فاطمه نیری، ندا جوانمرد، هادی عدلو، مهدی شریف
    یکی از روش های مرسوم ازدیاد برداشت در مخازن نفتی جهان، روش سیلاب زنی با آب است. اشباع بالای نفت باقی مانده در انتهای فرایند تزریق آب، ناشی از راندمان کم جاروبی و رخ دادن سریع پدیده ی مخروطی شدن می باشد. این مشکل با افزودن پلیمر به آب تزریقی و کنترل تحرک پذیری جبهه تزریقی رفع خواهد شد. در این مطالعه سعی شده است از طریق سنتز نانوکامپوزیت پلی اکریل آمید، تغیرات تحرک پذیری سیال تزریقی، کشش بین سطحی و ترشوندگی سنگ مخزن آهکی مورد بررسی قرار گیرد. علاوه بر این، عملکرد پلی آکریل آمید تزریقی در شرایط شوری بالای آب سازند، از طریق افزودن نانو ذره سلیس، کنترل گردید. نتایج تست زتا نشان می دهد که افزودن نانو ذره سیلیس موجب پایداری عملکرد پلی آکریل آمید در شرایط شوری بالا می شود. همچنین نانو کامپوزیت پلی اکریل آمید با غلظت 1 درصد نانو دارای کمترین میزان کشش بین سطحی (mN/m 18.34) و بیشترین تمایل به شرایط آبدوستی را دارد. علاوه بر این، نانو کامپوزیت پلی اکریل آمید با درصد نانو سیلیکای 1، بهترین عملکرد را برروی ویسکوزیته آب مخزن دارد که می تواند موجب بهبود نسبت تحرک پذیری گردد (1.07=M) و تولید نفت را افزایش دهد.
    کلید واژگان: نانوکامپوزیت پلی آکریل آمید, کنترل تحرک پذیری, کشش بین سطحی, ترشوندگی سنگ مخزن آهکی, پتانسیل زتا}
    Asghar Gandomkar*, Fatemeh Nayeri, Neda Javanmard, Hadi Adloo, Mehdi Sharif
    is one of the most common improved oil recovery method in the world. High residual oil saturation at the end of this method is due to low macroscopic sweep efficiency and viscous fingering. It can be improved by the mobility control during polymer solution injection. In this study, by of silica/ the effect of it on IFT, viscosity, and was investigated. In addition, the performance of in high salinity water was studied by using nano particles. The zeta potential results show that the stability of polymer solution was enhanced in of nano particles in high salinity water condition. Also, the lowest IFT was obtained for contained 1 percent nano silica (18.34 ), and the most tendency to water wet conditions was provided for this concentration. In addition to, 1 percent nano silica/ has the best performance on formation water viscosity and improved the mobility ratio to 1.07, which it can increase the oil recovery.
    Keywords: Silica, polyacrylamide nanocomposite, Mobility control, IFT, Limestone rock wettability, Zeta potential}
  • میلاد ارواحی، قاسم مسعودی، علی اصغر محمدی *
    تراشه های میکروسیالی در دو دهه اخیر به دلیل مزایای فراوانی که دارند پیشرفت چشمگیری در زمینه آنالیز پدیده های بین سطحی داشته اند. برای آنالیز پدیده های بین سطحی از جریان قطره در میکروکانال ها می توان استفاده کرد. در این پژوهش با استفاده از فناوری میکروسیالی، کشش بین سطحی آب- نرمال هگزان در حضور مواد فعال سطحی اندازه گیری شده است. برای این منظور، یک تراشه میکروسیالی شیشه ای برای تشکیل قطرات هگزان در آب ساخته شد. وابستگی اندازه قطرات به غلظت مواد فعال سطحی مورد بررسی قرار گرفته است. با موازنه نیروهای ویسکوز و بین سطحی در دبی های پایین فاز پراکنده در تراشه میکروسیالی یک معادله به دست می آید که از آن برای اندازه گیری کشش بین سطحی می توان استفاده کرد. با استانداردسازی تراشه میکروسیالی به کمک سیستمی که کشش بین سطحی آن معلوم است (که در اینجا نرمال هگزان و محلول توئین 20 در آب مقطر است) ، می‎توان برای سایر سیستم ها که توانایی تشکیل قطره در میکروکانال را دارند، کشش بین سطحی را با اندازه گیری اندازه قطرات تولیدشده اندازه گرفت. در این پژوهش برای غلظت های مختلف دو ماده فعال سطحی SDS و CTAB آزمایش تشکیل قطره در تراشه میکروسیالی انجام شده است و نتایج اندازه گیری کشش بین سطحی آنها گزارش شده است. نتایج به دست آمده از روش میکروسیالی با روش حلقه مقایسه شده و مقدار خطای آن کمتر از 10% بوده است.
    کلید واژگان: کشش بین سطحی, میکروسیالی, ماده فعال سطحی}
    M. Arvahi, S.Gh. Masoudi*, A. Mohammadi
    Microfluidic chips in the last two decades have had significant advances in the analysis of interfacial tension phenomenon due to their many advantages. To analyze interfacial tension phenomena, droplet flow in microchannels can be used. In this study, water-n-hexane interfacial tension in the presence of surface-active agents was measured, using microfluidic tensiometry. For this purpose, a glass microfluidic flow-focusing junction was fabricated for generating n-hexane droplets within an aqueous phase. The dependence of droplet size on the concentration of surfactants has been investigated. A theoretical equation was developed, considering force balance on the droplet generation in the microfluidic device, giving a relation between the interfacial tension and the generated droplet sizes. By standardizing the microfluidic chips with the aid of a system, whose interfacial tension is known (hexane normal and tween 20 in distilled water), interfacial tension can be measured with measuring the size of produced droplets for other systems that can form droplets in the microchannel. In this study, the microfluidic device and the relation were employed to measure the interfacial tension in the presence of either of sodium dodecyl sulphate (SDS) or Cetyl trimethylammonium bromide (CTAB) surfactants. It was found that the measured interfacial tensions deviate less than 10% compared to those measured with a commercially available ring method.
    Keywords: Interfacial Tension, Microfluidics, Surfactant}
  • دانیال ابوعلی، شاهرخ شاه حسینی *، محمد امین ثباتی، مهدی عصاره
    مواد فعال سطحی به عنوان مهم ترین ترکیبات شیمیایی در فرآیند ازدیاد برداشت شیمیایی، می‏‏توانند با کاهش کشش بین سطحی میان محلول آبی تزریقی و نفت مخزن، ضمن تغییر ترشوندگی محیط متخلخل، مقادیر قابل توجهی از نفت باقی مانده در مخزن را که به صورت پراکنده درون حفره ها و گلوگاه ها به دام افتاده‏اند، آزاد کنند و به سمت چاه تولیدی هدایت نمایند. با توجه به نقش مواد فعال سطحی، لازم است روش‏هایی برای پیش بینی عملکرد آن ها در فرآیند ازدیاد برداشت ارائه شود. در پروژه ی حاضر، مجموعه ای از دو مدل ریاضی داده محور برای تخمین‏‏ کشش بین سطحی سیستم آب شور/ نفت خام/ سورفکتانت آنیونی ساخته شده اند که در تولید آن ها از 598 داده تجربی استفاده شده است. برای ایجاد همبستگی میان متغیرهای مستقل و تابع هدف، از روش برنامه ریزی ژنتیک به عنوان یکی از قوی ترین ابزارهای مدل سازی بهره گرفته شده است. مجذور ضریب همبستگی (R2) روابط ایجاد شده برابر با 946/0 و 9387/0 و جذر میانگین مربعات خطا (RMSD) برای این روابط، برابر با mN/m 4439/3 و mN/m 3261/3 است. سادگی و تخمین های مناسب، از ویژگی های روابط تولید شده است.
    کلید واژگان: کشش بین سطحی, سورفکتانت آنیونی, نفت خام, آب شور, مدل ریاضی}
    Danial Abooali, Shahrokh Shahhosseini *, Mohammad Amin Sobati, Mehdi Assareh
    Surface active agents (surfactants) as the most important chemicals to enhance oil recovery (EOR) can reduce interfacial tension between the injected aqueous solution and the oil in a reservoir. They change wettability of the porous media to release and move the remaining oil trapped in the pores and throats towards the well. According to the important roles of the surfactants, it is necessary to predict their performance for EOR process. In this research, two data-based mathematical models were developed to estimate interfacial tension of the oil, salty water and anionic surfactant system using 598 experimental data. To obtain the correlations between the independent variables and the objective function, genetic programing has been applied. Squared correlation coefficient (R2) of the models is 0.946 and 0.9387; moreover, root-mean-square deviation (RMSD) of the models is 3.4439 mN/m and 3.3261 mN/m respectively. Simplicity and acceptable estimation are particular features of the models.
    Keywords: Interfacial Tension, Anionic Surfactant, Crude Oil, Salty Water, Mathematical Model, Genetic Programing}
  • آرزو جعفری*، رضا غریب شاهی، وحید برخورداری
    در سال های اخیر با پیشرفت علم نانو، بسیاری از محققین به استفاده از این مواد برای حل مشکلات موجود در بخش های مختلف صنعت نفت روی آورده اند. نانو سیال های تهیه شده با این مواد می توانند جدایش نفت و گاز در داخل مخزن را تسهیل نمود و میزان برداشت نفت را نسبت به روش های فعلی افزایش دهند. لذا در این پژوهش اثر نانو ذرات خاک رس بر روی ضریب برداشت نفت مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از دو سیال پایه مختلف آب و اتانول برای پخش شدن نانو ذرات در آن ها استفاده شد. اثر افزودن نانو ذرات خاک رس بر روی تغییرات گرانروی و کشش بین سطحی اندازه گیری شد. همچنین به منظور بررسی اثر غلظت نانو ذرات در سیال پایه بر روی ضریب برداشت نهایی نفت، نانو سیالات با 3 و 5 درصد وزنی نانو ذرات تهیه شدند. نتایج نشان دادند که اگرچه نانو سیالات حاوی نانو ذرات خاک رس پایداری کمی دارند اما در همین شرایط نیز با اضافه کردن آن ها به سیال پایه ضریب برداشت نفت افزایش چشمگیری داشت. همچنین اثر این نانو ذرات هنگامی که در سیال پایه آب پخش می شوند بیشتر از اتانول خواهد بود. به عنوان مثال در 5 درصد وزنی، ضریب برداشت نفت با نانو سیال پایه آبی 7/49 درصد و با نانو سیال پایه اتانولی 46 درصد است.
    کلید واژگان: ازدیاد برداشت نفت, نانو ذرات خاک رس, گرانروی, کشش بین سطحی, پایداری}
    Arezoo Jafari *, Reza Gharibshahi, Vahid Barkhordari
    In recent years, with the advancement of nanoscience, many scientists have used nano materials to solve existing problems in various sectors of oil industry. Nanofluids made with these materials can facilitate the separation of oil and gas in a reservoir and increase oil recovery factor compared to current methods. Therefore, in this work, the effect of clay nanoparticles on oil recovery factor was investigated. For this purpose, two different base fluids, water and ethanol, were used to disperse the nanoparticles. The effect of adding clay nanoparticles on viscosity changes and interfacial surface tension was determined. Also, in order to investigate the effect of nanoparticle concentration in the base fluid on the ultimate oil recovery factor, nanofluids with 3 and 5 wt% were prepared. Results show that oil recovery factor increases significantly in these conditions by adding them into the base fluid, though nanofluids included clay nanoparticles have less stability. Also, the effect of these nanoparticles dispersed in water is greater than in ethanol. For example, at 5 wt%, oil recovery factor for water based nanofluid was 49.7% and for ethanol based nanofluid was 46%.
    Keywords: Enhanced oil recovery, Clay Nanoparticles, Viscosity, Interfacial Surface Tension, Stability}
  • محمدرضا جلالی، محمد امین ثباتی *
    گوگردزدایی اکسایشی به کمک امواج مافوق صوت یکی از روش های جدید است که در سال های اخیر به منظور حذف ترکیبات گوگردی از برش های مختلف نفتی مورد توجه قرار گرفته است. در این فرآیند، ترکیبات گوگردی ابتدا در یک سیستم اکسیداسیون مناسب در حضور امواج مافوق صوت اکسید می شوند.
    در مرحله بعد ترکیبات گوگردی اکسید شده به کمک یک حلال مناسب استخراج می گردند. در این مطالعه، برای اولین بار اثر کشش سطحی بین دو فاز آبی و آلی در روش گوگردزدایی اکسایشی از سوخت دیزل به کمک امواج مافوق صوت در سیستم اکسیداسیون فرمیک اسید- آب اکسیژنه مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا از سه نوع عامل کاهش دهنده کشش بین سطحی آنیونی، کاتیونی و غیریونی بهره گرفته شد. نتایج نشان داد که به هنگام استفاده از سورفکتانت های سدیم دو دسیل سولفات به عنوان ماده فعال سطحی آنیونی و ستیل تری متیل آمونیوم برومید به عنوان ماده فعال سطحی کاتیونی میزان بازدهی گوگردزدایی بعد از اکسایش و استخراج با حلال به ترتیب برابر 65/82 و 1/83% می باشد. این درحالی است که در غیاب سورفکتانت میزان بازدهی گوگردزدایی برابر 61/81% بعد از اکسایش و استخراج در شرایط مشابه خواهد بود. همچنین حضور سورفکتانت Span-60 میزان بازدهی گوگردزدایی را بعد از مرحله استخراج به 65/78% کاهش داد در حالی که میزان حذف ترکیبات گوگردی صرفا در مرحله اکسایش در حضور سورفکتانت Span-60 در مقایسه با عدم حضور آن، حدود 3% افزایش یافت. افزودن مواد فعال سطحی می تواند از طریق کاهش کشش سطحی دو فاز آبی و هیدروکربنی موجب بهبود عملکرد مرحله اکسایش و از طرفی باعث ایجاد اختلال در عملکرد استخراج در فرآیند گوگردزدایی اکسایشی به کمک امواج مافوق صوت گردد.
    کلید واژگان: کشش بین سطحی, گوگردزدایی اکسایشی, امواج مافوق صوت, استخراج, دیزل}
    Mohammad Reza Jalali, Mohammad Amin Sobati *
    Ultrasound assisted oxidative desulfurization (UAOD) is a new process for the sulfur removal from different middle distillate cuts. In the UAOD process, at first, the sulfur-containing compounds are oxidized using a suitable oxidation system under ultrasound irradiation. Then, the oxidized sulfur-containing compounds are separated by solvent extraction. In the present study, the effect of interfacial tension between aqueous and hydrocarbon phases on the sulfur removal of diesel fuel has been investigated for the first time. The selected oxidation system was hydrogen peroxide/formic acid system. In this regards, three different surfactants including anionic, cationic, and nonionic surfactants have been evaluated. The results revealed that the application of sodium dodecyl sulfate (SDS) as an anionic surfactant and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as a cationic surfactant leads to the sulfur removal of 82.65 and 83.10% after oxidation followed by solvent extraction respectively. The sulfur removal in the absence of surfactants was 81.61% in the same oxidation and extraction conditions. The application of span 60 as a nonionic surfactant leads to a decrease in sulfur removal to 78.65% in the same oxidation and extraction conditions. However, the application of span 60 leads to about 3% increase in the sulfur removal in comparison with the case without surfactant after the oxidation step. Therefore, the addition of surfactants can lead to a positive effect on the oxidation step due to decreasing the interfacial tension between aqueous and hydrocarbon phases and a negative effect on the extraction step of the UAOD process.
    Keywords: Interfacial Tension, Oxidative Desulfurization, Ultrasound Waves, Extraction, Diesel}
  • صابر نیک سرشت، فرشاد فرشچی تبریزی*، مسعود ریاضی
    جریان سیال چند فازی در محیط متخلخل به شدت تابع کشش بین سطحی سیالات غیر امتزاجی است. با تغییر کشش بین سطحی، مکانیک سیالات تحت تاثیر قرار می گیرد. این مقاله یک رویکرد جدید برای پی شبینی کشش بین سطحی سیستم نفت - آب در حضور سورفکتانت یونی بیان می کند. معادله این مطالعه بر اساس معادله باتلر است که اغلب برای به دست آوردن معادلات حالت کشش سطحی در سطح تماسهای متفاوت استفاده می شود. به منظور اندازه گیری مقادیر ضریب فعالیت سورفکتانت در فاز توده از تئوری دیبای - هوکل استفاده شده است. سورفکتانت های کاتیونی دسیل تری متیل آمونیوم بروماید C10TAB( ( و دودسیل تری متیل آمونیوم بروماید ) C12TAB ( برای ارزیابی معادله استفاده شده اند. معادله نهایی جدید می تواند کشش بین سطحی آلکان - آب در حضور محلولهای تک سورفکتانت را به خوبی توصیف کند. در این مطالعه آلکا نهایی چون هگزان، هپتان، اوکتان، دکان، دودکان و تترادکان به عنوان فاز نفت در نظر گرفته شده اند. با برازش منحنی پارامترهای مساحت مولار و ضریب توزیع توده - سطح سورفکتانت به دست آمده اند. تغییرات پارامترهای معادله در سیستم های آلکان – آب متفاوتی بحث شده است. معادله جدید به دست آمده با داده های آزمایشگاهی مورد مطالعه از سازگاری خوبی برخوردار است. این رویکرد به خصوص وقتی که داده های آزمایشگاهی کمیاب هستند، می تواند برای کاربرد عملی سورفکتانت ها در کاهش کشش بین سطحی نفت - آب مهم باشد.
    کلید واژگان: جریان سیال, کشش بین سطحی, سیستم نفت - آب, سورفکتانت یونی, مساحت مولار}
    S. Nikseresht, F. Farshchi Tabrizi *, M. Riazi
    Multi-phase fluid flow through porous media is strongly dependent on interfacial tension of immiscible fluids. Fluid mechanics will be affected by changing the interfacial tension. This paper describes a new approach to predict the interfacial tension at the oil-water system in the presence of an ionic surfactant. This study equation is based on Butler equation, often used for obtaining surface tension equations at different interfaces. The Debye–Hückel theory is used to determine activity coefficients of surfactant in the bulk phase. Cationic surfactants, including decyl trimethylammonium bromide (C10TAB) and dodecyl trimethylammonium bromide (C12TAB), are used to validate the equation. The new final equation can properly describe the alkane-water interfacial tension in the presence of single surfactant solutions. In this study, alkanes, including hexane, heptane, octane, decane, dodecane, and tetradecane are considered as the oil phase. The following parameters are obtained by curve-fitting: 1- molar surface area, and 2- bulk-surface distribution coefficient of surfactant. The alteration of equation parameters at different alkane-water systems is discussed. The newly developed equation is in a good agreement with the literature experimental data. This approach can be particularly important in the practical use of surfactants for the reduction of oil-water interfacial tension when experimental data are rare.
    Keywords: Fluid flow, Interfacial tension, Oil-water system, Ionic surfactant, Molar surface area}
  • صادق حسن پور، سجاد ربانی فرد، محمدرضا ملایری، مسعود ریاضی*، مینا سرانی
    مطالعه آزمایشگاهی حاضر به بررسی اثر افزودن نانوذرات اکسید کبالت با درصد وزنی 1/0 درصد وزنی به نفت سنتز شده آسفالتینی (با درصدهای مختلف تولوئن و نرمال هپتان) بر کشش بین سطحی، ترسیب آسفالتین و فرایند امتزاج پذیری با گاز دی اکسیدکربن با استفاده از روش ناپدید شدن کشش بین سطحی در دمای C° 50 و بازه فشاری مختلف پرداخته است. نتایج نشان می دهد که افزودن نانوذرات اکسید کبالت به نفت سنتز شده، سبب کاهش در کشش بین سطحی، کمترین فشار امتزاج پذیری و شدت فرآیند ترسیب آسفالتین شد. به عنوان مثال، کمترین فشار امتزاج پذیری به طور میانگین حدود 32% و شدت ترسیب آسفالتین در سطح تماس بین سیالات، حدود 13% در نفت های سنتزی آسفالتینی کاهش یافت. در این فرآیند نانوذرات به عنوان جاذب آسفالتین عمل کرده و افزودن آنها به نفت ها نقش موثری در کاهش ترسیب آسفالتین و افزایش انحلال پذیری گاز دی اکسیدکربن در این نفت ها داشته است.
    کلید واژگان: آسفالتین, کشش بین سطحی, امتزاج پذیری, نانوذرات اکسید کبالت, دی اکسیدکربن}
    Sadegh Hasanpor, Sajjad Rabbani Fard, Mohammad Reza Malayeri, Masoud Riazi *, Mina Sarani
    The impact of Co3O4 nanoparticles with concentration of 0.1 wt%has experimentally been studied on (1) interfacial tension, (2) asphaltene precipitation and (3) miscibility with the carbon dioxide, when the Co3O4 nanoparticles have been added to one of Iranian crude oils and synthetic oil solutions . To do so, the Vanishing Interfacial Tension (VIT) technique has been used for a pressure of up to 1200 psi. The results have been showed that in the presence of Co3O4 nanoparticles, IFT, Minimum Miscibility Pressure (MMP) and severity of asphaltene precipitation have all been reduced to some extent. Within the range of operating conditions attempted here, MMP has reduced as much as 32% and 19% for the synthetic and crude oils, respectively. The severity of asphaltene precipitation has also reduced approximately 13% for the asphaltenic synthetic oil and 7% for the investigated crude oil. The experimental results appear to show that Co3O4 nanoparticles served to adsorb asphaltene which would, in turn, facilitated the solubility of CO2 in synthetic and crude oils which consequently would lead to enhanced oil recovery.
    Keywords: Asphaltene, IFT, Miscibility, Cobalt Oxide Nanoparticles, Carbon Dioxide}
  • صادق حسن پور، محمدرضا ملایری، مسعود ریاضی*
    از مشکلات مهم در فرآیندهای ازدیاد برداشت نفت، احتمال ترسیب و نشست آسفالتین می باشد. این مساله ممکن است منجر به آسیب سازند یا انسداد ناحیه جریان در اطراف چاه، جذب آسفالتین بر سطح کانی های مخزن و سپس تغییر ترشوندگی مخزن از حالت آب تر به نفت تر، ترسیب در واحدهای فرآورش سیال و در نتیجه کاهش بازیابی موثر نفت شود. مطالعه حاضر به بررسی و مقایسه اثر نفت های سنتزی حاوی نرمال پارافین در حالت بدون آسفالتین و با آسفالتین و نفت خام بر کشش بین سطحی گاز دی اکسید کربن- نفت در دمای ثابت و فشارهای مختلف با استفاده از روش ناپدید شدن کشش بین سطحی می پردازد. نتایج نشان می دهند که نرمال پارافین به عنوان عامل ناپایداری ذرات آسفالتین در سطح فاز نفتی عمل کرده و افزایش مقدار آن در ترکیب نفتی سبب انتقال بیشتر آسفالتین به سطوح بین نفت و گاز می شود که این خود موجب افزایش کشش بین سطحی سیالات و کاهش انحلال پذیری دی اکسید کربن می گردد. همچنین در فرآیند کاهش کشش بین سطحی با افزایش فشار، سرعت رسیدن به امتزاج پذیری نسب به فشار، در اطراف نقطه آغاز ترسیب آسفالتین، کاهش می یابد. تجمع آسفالتین در سطح تماس نفت- گاز برای نفت های حاوی آسفالتین، بر روند شیب نمودار ناپدید شدن کشش بین سطحی در حرکت به سمت شرایط امتزاج پذیری، اثر می گذارد و ترسیب آسفالتین سبب کاهش شیب نمودار کشش بین سطحی شده که دستیابی به شرایط امتزاج پذیری را سخت تر می کند.
    کلید واژگان: ترسیب آسفالتین, کشش بین سطحی, امتزاج پذیری, ازدیاد برداشت و نرمال پارافین}
    Sadegh Hassanpour, Mohammad Reza Malayeri, Masoud Riazi*
    One of the major problems in Enhanced Oil Recovery (EOR) processes is the precipitation and deposition of asphaltene. This may lead to formation damage or partial and utter obstruction of flow passages around the well, deposition of asphaltene on the surface of reservoir rock as well as wettability alteration from water- to oil-wetted, and deposition in processing units. The present study investigates the miscibility of synthetic oils with or without asphaltene and compares it with that of crude oil from one of the Iranian oil fields in the presence of CO2 gas using vanishing interfacial tension (VIT) technique. The experiments were conducted at a given temperature but for different pressures. The experimental results showed that normal paraffin, in the oil phase, served as instability agent for the precipitation of asphaltene. The higher content of n-paraffin resulted in more and faster precipitation of asphaltene at the gas/oil interface. Once this occurred then the slope of IFT curve between gas and oil increased resulting in decreased CO2 solubility. Furthermore, based on IFT measurements, the speed of approaching to miscibility is reduced in vicinity of the onset of asphaltene precipitation. Thus, asphaltene aggregation in the gas/oil interface is accompanied by reduced slop of VIT curve which made the miscibility condition harder to reach.
    Keywords: Asphaltene, IFT, Miscibility, EOR, Precipitation}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال