اثر اصلاح آبگریزی اسکلروگلوکان بر رفتار جذب آن بر سطح سنگ کربناتی مخزن نفتی

عذیری, مژده; اعلایی, جمال; شریف, علیرضا

اثر اصلاح آبگریزی اسکلروگلوکان بر رفتار جذب آن بر سطح سنگ کربناتی مخزن نفتی

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان

مژده عذیری ¹

جمال اعلایی ²

علیرضا شریف ¹

¹ گروه مهندسی فرایندهای پلیمریزاسیون، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، صندوق پستی 143-14155 ، تهران، ایران

² پژوهشکده توسعه فناوریهای شیمیایی، پلیمری و پتروشیمیایی، پژوهشگاه صنعت نفت، صندوق پستی ۱۳۷-۱۴۶۶۵، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله، تاثیر اصلاح شیمیایی پلیمر اسکلروگلوکان بر رفتار جذب آن روی سنگ کربناتی مخزن نفتی مورد بررسی قرار گرفت. اصلاح شیمیایی اسکلروگلوکان با هدف افزایش آبگریزی آن و از طریق پیوندزنی همزمان گروه‌های یونی و آبگریز در ساختار آن صورت پذیرفت. بررسی رفتار جذب نمونه ها بر سطح سنگ کربناتی، افزایش میزان جذب نمونه های اصلاح شده در مقایسه با نمونه اولیه را نشان داد. ارزیابی فاکتورهای مختلف موثر بر فرایند جذب نشان داد که ایزوترم لانگمویر بهتر از ایزوترم های فرندلیچ و تمکین می تواند رفتار جذب اسکلروگلوکان و نمونه اصلاح شده آبگریز را پیش بینی کند. اما توصیف رفتار جذب نمونه اصلاح شده یونی- آبگریز با استفاده از مدل یاد شده مشکل بود. مطالعه سینتیک جذب نمونه ها نشان داد مدلهای شبه مرتبه دوم و نفوذ درون ذره‌ای از هماهنگی قابل قبولی برای توصیف نتایج تجربی برخوردار بودند. مطالعات ترمودینامیکی دلالت بر وابستگی مقادیر انرژی آزاد، GΔ ، به دما و نیز غلبه مولفه های آنتروپیک، در مقایسه با مولفه های آنتالپیک، در فرآیند جذب نمونه‌ها داشت. همچنین، مقادیر آنتالپی جذب، HΔ، نمونه های مختلف ( در حدود KJ/mol ۶ برای اسکلروگلوکان اولیه ، در حدود KJ/mol ۵ برای اسکلروگلوکان آبگریز و حدود KJ/mol ۹ برای اسکلروگلوکان یونی- آبگریز)، بیانگر جذب فیزیکی نمونه‌ها بر سطح ذرات کربناتی در هر دو محیط‌ آبی و نمکی بود.

کلیدواژه‌ها

جذب

پلیمرهای آبدوست

اسکلروگلوکان

اصلاح آبگریز

بازیافت نفت

موضوعات

مهندسی پلیمریزاسیون

عنوان مقاله English

Effect of hydrophobic modification of scleroglucan on its adsorption behavior onto carbonate rock surface of oil reservoir

نویسندگان English

Mozhdeh Ozeiri ¹

Jamal Aalaie ²

Alireza Sharif ¹

¹ Department of Polymer Reactions Engineering, Faculty of Chemical Engineering, Tarbiat Modares University, 14155/143, Tehran, Iran,

² Chemicals, Polymers & Petrochemicals Technology Development Division, Research Institute of Petroleum Industries (RIPI), 14665-137, Tehran, Iran

چکیده English

In this study, the effect of chemical modification on adsorption behavior of scleroglucan polymer on carbonate rock of oil reservoir was studied. The chemical modification was performed to increase hydrophobicity of scleroglucan while substituting ionic and hydrophobic groups on its structure simultaneously. Investigation of adsorption behavior of the samples on carbonate rock surfaces revealed an increase in uptake of the modified samples compared to the original one. Evaluation of various factors affecting the adsorption process showed that the Langmuir isotherm can describe the adsorption behavior of primary and hydrophobic scleroglucan samples better that Freundlich & Temkin isotherms. However, the adsorption behavior of the ionic-hydrophobic sample was hard to explain using the Langmuir model. A pseudo-second-order & Intra-particle diffusion models could express uptake kinetics of the samples. Thermodynamic studies indicated the temperature-dependency of free energy, ΔG, and the dominant role of entropic phenomena, rather than enthalpic phenomena, in the adsorption process of samples. In addition, ΔH values of different samples (about 6 KJ/mol for the primary scleroglucan, 5 KJ/mol for the hydrophobic scleroglucan and 9 KJ/mol for the ionic-hydrophobic scleroglucan) suggested the physical adsorption of samples onto the carbonate particles surface in both water and brine solutions.

کلیدواژه‌ها English

Adsorption

Hydrophilic polymer

Scleroglucan

Hydrophobic modification

oil recovery

۱.Abdollahi M., Varamesh A., Nasiri A., Improvement in the performance of potato starch used in the water-based drilling fluid via its chemical modification by grafting copolymerization, Poly. Sci. Tech., 22, 251-260, 2009.
۲. Bera A., Kumar T., Ojha K., Mandal A., Adsorption of surfactants on sand surface in enhanced oil recovery: isotherms, kinetics and thermodynamic studies, App. Sur. Sci., 284, 87-99, 2013.
3. Sodeifian G., Daroughegi R., Aalaie J., Study of adsorptive behavior of sulfonated polyacrylamide onto carbonate rock particles to enhance oil recovery, Kor. J. Chem. Eng., 32, 2484-2491,2015.
۴. Kamal M.S., Sultan A.S., Al-Mubaiyedh U.A., Hussein I.A., Review on polymer flooding: rheology, adsorption, stability, and field applications of various polymer systems, Poly. Reviews, 55, 491-530, 2015.
۵. Simon S., Picton D.L., Muller G., Adsorption of cellulose derivatives onto montmorillonite: a SEC–MALLS study of molar masses influence, Coll. Sur. A: Phys. Eng. Aspects, 203, 77-86, 2002.
6. Argillier J.F., Audibert A., Lecourtier J., Moan M., Rousseau L., Solution and adsorption properties of hydrophobically associating water-soluble polyacrylamides, Coll. Sur. A: Phys. Eng. Aspects, 113, 247-257, 1996.
7. Liu G., Feng Q., Ou L., Lu Y., Zhang G., Adsorption of polysaccharide onto talc, Minerals Eng., 19, 147-153, 2006.
8. Hollander A.F., Somasundaran P., Gryte C.C., Adsorption characteristics of polyacrylamide and sulfonate-containing polyacrylamide copolymers on sodium kaolinite, J. App. Poly. Sci., 26, 2123-2138, 1981.
۹. Volpert E., Selb J., Candau F., Green N., Argillier J.F., Audibert A., Adsorption of hydrophobically associating polyacrylamides on clay, Langmuir,14, 1870-1879,1998.
10. Tekin N.N., Demirbas O.Z., Alkan M., Adsorption of cationic polyacrylamide onto kaolinite, Microp. Mesop. Mat., 85,340–350, 2005.
11. Chen Y., Liu S., Wang G., A kinetic investigation of cationic starch adsorption and flocculation in kaolin suspension, Chem. Eng. J., 133, 325-333, 2007.
12. Rouhi S., Molecular dynamics simulation of the adsorption of polymer chains on CNTs, BNNTs and GaNNTs, Fibers and Poly., 17,333-342, 2016.
13. Wiśniewska M.,Chibowski S., Urban T., Adsorption and thermodynamic properties of the alumina–polyacrylic acid solution system, J. Coll. Int. Sci., 334, 146-152, 2009.
۱۴. Bakhshi M., Ozeiri M., Sharif A., Aalaie J., Effect of hydrophobic modification on the structure and rheology of aqueous and brine solutions of scleroglucan polymer, Kor. J. Chem. Eng. 34, 903-933, 2017.
۱۵. Bera A., Kumar T., Ojha K., Mandal A., Adsorption of surfactants on sand surface in enhanced oil recovery: isotherms, kinetics and thermodynamic studies, App. Sur. Sci., 284, 87-99, 2013.
۱۶. Varshosaz J., Hassanzadeh F., Sadeghi H., Firozian F., Mirian M., Effect of molecular weight and molar ratio of dextran on self-assembly of dextran stearate polymeric micelles as nanocarriers for etoposide, J. Nanomaterials, 2012, Article ID 265657, 2012.
۱۷. Limousin G., Gaudet J. P., Charlet L., Szenknect S., Barthes V., Krimissa M., Sorption isotherms: A review on physical bases, modeling and measurement, App. Geochem., 22, 249–275, 2007.
۱۸. Ahmadi M.A., Shadizadeh S.R., Adsorption of novel nonionic surfactant and particles mixture in carbonates: enhanced oil recovery implication, Energy& Fuels, 26, 4655-4663, 2012.
۱۹. Zendehboudi S., Ahmadi M.A., Rajabzadeh A.R., Mahinpey N., Chatzis I., Experimental study on adsorption of a new surfactant onto carbonate reservoir samples—application to EOR, The Can. J. Chem. Eng., 91, 1439-1449,2013.
۲۰. Starkey P.T., Davis H.T., Tirrell M.V., Argillier J.F., Audibert A., Lecourtier J., Associative polymers in aqueous media , ACS Symposium Series, 765, 239–253, 2000
۲۱. Wyatt N.B., Gunther C.M., Liberatore M.W., Increasing viscosity in entangled polyelectrolyte solutions by the addition of salt, Polymer, 52, 2437-2444, 2011.
۲۲. Alquraishi AA., Alsewailem FD., Xanthan and guar polymer solutions for water shut off in high salinity reservoirs, Carbohydrate Poly., 88, 859-863, 2012.
23- عذیری مژده، شریف علیرضا، اعلایی جمال، " ارزیابی رفتار جذب پلی ساکارید اسکلروگلوکان آبگریز شده بر سطح ذرات کربناتی در محلول های الکترولیتی " ، پایان نامه کارشناسی ارشد ، دانشگاه تربیت مدرس، آذر ماه 1394.