بررسی عملکرد نانو ذرات سیلیکا در افزایش استحکام ژل پلیمر تهیه شده از پلی اکریل آمید در شرایط چاه نفت

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس

2 گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس.

3 عضو هیأت علمی دانشگاه تربیت مدرس

4 تهران٬ پژوهشکده مهندسی نفت٬ پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران

چکیده
با توجه به عمر طولانی بسیاری از چاه‌های نفت و گاز، لزوم انسداد موقت آن‌ها به منظور عملیات تعمیر چاه بسیار ضروری به نظر می‌رسد. یکی از روش‌های نوین، استفاده از مجرابند‌های ژله‌ای است. استحکام هیدروژل در شرایط چاه مورد نظر از مهمترین چالش‌ها در زمینه کاربرد هیدروژل‌های پلیمری در انسداد موقت چاه به منظور عملیات تعمیر است. در این پژوهش از نانو ذرات سیلیکا به عنوان عامل بهبود استحکام ژل پلیمر‌های پلیمری و از آزمون‌های بطری و رئولوژی برای بررسی استحکام آن در شرایط چاه مورد نظر (دما و شوری زیاد) استفاده شد. همچنین خواص استحکامی هیدروژل٬ رفتار تورمی آن در محیط‌های مختلف آب مقطر، آب سازند، آب شیر و نفت مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده شد با افزودن نانوذرات استحکام هیدروژل ازPa۵۲1 به حدود Pa26۲۰۰ افزایش یافت (۵000 درصد افزایش). همچنین با افزایش استحکام ژل٬ تورم آن در محیط آبی کاهش قابل ملاحظه‌ای داشته است. بر اساس نتایج بدست آمده در پژوهش حاضر، نمونه ژل پلیمر حاوی ۹% وزنی از نانوذرات سیلیکا با استحکام ساختاری و پایداری حرارتی در دمای C 90ْ برای انجام مطالعات میدانی معرفی می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Investigation of the performance of silica nanoparticles in increasing the strength of a polymer gel prepared by polyacrylamide in oil well condition

نویسندگان English

Camellia Zareie 1
Mohsen Vafaei 2
Ahmad Reza Bahramian 3
Mahsa Baghban Salehi 4
1 Chemical engineering department, Faculty of chemical engineering, Tarbiat Modares University
2 Chemical engineering department, Faculty of chemical engineering, Tarbiat Modares University
3 Polymer engineering department., Faculty of chemical engineering, Tarbiat Modares University
4 Petroleum Engineering Department, Chemistry & Chemical Engineering Research Center of Iran, Tehran, Iran.
چکیده English

In general, temporary well plugging is essential for repairing of oil and gas wells due to their long life time. One of the newest methods used for this purpose is gel polymer plugging. The strength of the gel in the well conditions is one of the most important challenges in the application of gel polymer in the temporary well plugging in work over operation. In this study, silica nanoparticles were used to improve the strength of polymer hydrogels. The bottle and rheological tests were used to determine the gel strength in desired well conditions (high temperature and high salinity). Also, the gel strength properties and swelling behavior were studied in various conditions such as distilled water, formation water, tap water and oil. It was observed that the strength of the gel increased from 520Pa to about 36kPa (5000% increase) by adding nanoparticles. Also, the gel swelling in the aqueous solution has been significantly reduced. Based on the results obtained in this study, a polymer gel containing 9 wt.% of silica nanoparticles with structural strength and thermal stability at 90 °C was introduced for field studies.

کلیدواژه‌ها English

Polymer gel strength
Elastic modulus
Rheology
Nanoparticles
swelling