مروری بر کاربرد و نقش نانوذرات در اصلاح ترشوندگی سنگ‌های مخزنی به منظور بهبود فرآیندهای ازدیاد برداشت نفت

Abstract

مخازن کربناته بخش قابل‌توجهی از ذخایر نفتی جهان را در خود جای داده‌اند، اما به دلیل ماهیت غالباً نفت‌دوست یا ترشوندگی مختلط، بازیافت نفت از آن‌ها با چالش‌های جدی همراه است. چسبندگی ترکیبات قطبی نفت خام به سطح کربناته، کاهش آب‌آشامی خودبه‌خودی و باقی‌ماندن نفت در منافذ ریز و ماتریس سنگ از مهم‌ترین عواملی هستند که راندمان برداشت را محدود می‌کنند. از این رو، اصلاح ترشوندگی سطح سنگ از حالت نفت‌دوست به آب‌دوست، یکی از راهکارهای مؤثر در فرآیندهای ازدیاد برداشت نفت محسوب می‌شود.

هدف این مقاله، مرور و تحلیل نقش نانوذرات در تغییر ترشوندگی مخازن کربناته و بررسی عوامل مؤثر بر کارایی آن‌ها در بهبود برداشت نفت است. در این راستا، عملکرد نانوذرات مختلف از جمله SiO₂، TiO₂، ZrO₂ و NiO، اثر اصلاح سطح، شرایط شوری و دمای بالا، و همچنین هم‌افزایی نانوذرات با سورفکتانت‌ها مورد بررسی قرار گرفت.

نتایج مطالعات نشان می‌دهد که نانوذرات به دلیل اندازه کوچک، سطح ویژه بالا و قابلیت جذب روی سطح سنگ، می‌توانند با تغییر انرژی سطحی، کاهش زاویه تماس، افزایش فشار نازک‌فیلم و جداسازی لایه نفتی جذب‌شده، سطح کربناته را آب‌دوست‌تر کنند. همچنین نانوذرات اصلاح‌شده سطحی نسبت به نمونه‌های خام، پایداری کلوئیدی و عملکرد بهتری در شرایط سخت مخزنی دارند. ترکیب نانوذرات با سورفکتانت‌ها نیز می‌تواند با کاهش کشش بین‌سطحی و تقویت اصلاح ترشوندگی، آب‌آشامی خودبه‌خودی و راندمان جابه‌جایی نفت را افزایش دهد. به‌طور کلی، نانوذرات راهکاری امیدبخش برای بهبود ازدیاد برداشت از مخازن کربناته هستند، مشروط بر آنکه فرمولاسیون آن‌ها متناسب با شرایط واقعی مخزن طراحی شود.