تمت مناقشة رسالة الماجستير للطالب ( محمد مهدي خالد صحيب ) في قسم الهندسة الكيمياويه عن البحث الموسوم
“ Fundamental Investigation of Nanofluid Flow in Porous Media/ Application for Enhanced Oil Recovery“
في يوم الخميس الموافق 2-3 – 2023 وبأشراف أ.م. د.سرمد فؤاد جابر الانصاري
وقد تشكلت لجنة المناقشة من السادة:
- أ.مها هادي مصطفى جامعة بغداد /كلية الهندسة رئيسا
- أ.م.د. رنا ثابت عبد جامعة بغداد /كلية الهندسة عضوا
- م.د. نور صبيح مجيد الجامعة التقنية الوسطى/معهد التكنلوجيا عضوا
- أ.م. د. سرمد فؤاد جابر جامعة بغداد/كليه الهندسة مشرفا
الخلاصة
نركز في هذا العمل على الاستخلاص المعزز للنفط (EOR) ، حيث ان الزيادة في استخلاص النفط تتم بعد استخدام كل الطرق الاعتيادية والتقليدية لاستعادة النفط في الظروف العادية للخزانات النفطية ضمن الحقول النفطية. يجب فهم العمليات التنظيمية الأساسية التي تؤثر على توزيع وإزاحة السوائل في الصخور المسامية ، بما في ذلك قابلية البلل للصخور ، من أجل الاستخدام الفعال لإجراءات الاستخلاص المعزز للنفط. غالبًا ما تُستخدم قياسات زاوية التلامس ، التي تقيم بشكل فعال تقارب السطح للماء أو الزيت ، لتحديد قابلية البلل. لذلك ، قد تساعد معالجة الأسطح المبللة بالزيت بالجسيمات النانوية ( 0.05 wt% SiO2 الى 0.001 ) على زيادة إزاحة الزيت من الوسط المسامي. لا يمكن لهذه الأسطح أن تخلق كميات كبيرة من الزيت في الغالب بسبب التشرب العفوي المقيد للماء. على الرغم من وجود احتمالات كبيرة ، إلا أنه من غير المعروف ما إذا كانت الجسيمات النانوية يمكن أن تعمل بشكل جيد في ظل ظروف الخزان (أي عند الضغط العالي ودرجة الحرارة والملوحة). ولابد هنا للاشارة الى السرعة التي اصبحت فيها تقنية النانو أكثر أهمية في جميع فروع العلوم والأعمال. حيث يشمل هذا السوائل النانوية (أي الجسيمات النانوية الموزعة في سائل أساسي) .
لذلك تم استكشاف قدرة الجسيمات النانوية على تغيير قابلية ترطيب الأسطح الزيتية المبللة نحو الماء المبلل في الوسائط المسامية بشكل منهجي في هذا العمل باستخدام مجموعة متنوعة من مشتتات النانو سيليكا (على سبيل المثال ، جزيئات السيليكا النانوية المشتتة في DI-water ، محلول ملحي ، السطحي- NPs ).
في هذه الدراسة ، تم تجنب استخدام خافض التوتر السطحي (surfactant) لضمان فهم تأثير NPs في حد ذاته. لكن تم إجراء عدد محدود من التجارب باستخدام تركيبة الفاعل بالسطح- NP للإبلاغ عن نتائجها
اضهرت النتائج زيادة ملحوظة في استعادة النفط بنسبة جيدة تصل الى %25 من مجموع النفط العالق الذي تعذر استخراجه بواسطة ميكانيكيات الاستعادة الاولية والثانوية .كما اضهرت النتائج ايضا امكانية تحول السطح المبلل بالماء الى السطح المبلل بالزيت (تحول غير مستقر) عند الغمر عموديا بالنفط الخام عند درجة حرارة 50 سيليزية لفترة ساعة واحدة ، اما عند الغمر لفترة 10 ساعات سيتحول السطح الى مبلل بالزيت بدرجة شديدة. اما بالنسبة لمعالجة السطح واعادتة الى مائي التبلل وضمن اقل تركيزمؤثر مستخدم في الدراسة ( wt% SiO20.01) فهو يتطلب3 ساعات من الغمر بالسائل النانوي ويتطلب ساعة واحدة عند تركيز( wt%SiO20.05) وبدرجة حرارة 50 سيليزية.
بالإضافة إلى ذلك ، تظهر التأثيرات التآزرية ميكانيكيًا لتركيبة الجسيمات النانوية – السطحي على استقرار الموائع النانوية والخصائص البينية. من الواضح أن المعالجة النانوية أدت إلى تغيير كبير في السطح عن طريق تغيير زاوية التلامس ، وقد ظهر هذا بشكل كبير ، خاصة عند زيادة تركيزات الموائع النانوية ودرجات الحرارة ، لكن التركيزات الصغيرة جدًا من NPs تكاد تكون غير فعالة في الساعات الأولى. أيضًا ، يجب الحفاظ على القيمة المحتملة للزيتا السالبة مرتفعة نسبيًا لتجنب عدم تجميع NPs وبالتالي فقدان خواصها الفيزيائية والكيميائية كمواد مساعدة في عملية استعادة النفط الخام. وجد أن العوامل التي تم أخذها كمتغيرات لها تأثير كبير على النسبة المئوية لاستخراج النفط ، مثل تركيز NPs ، ونسبة الملوحة ، و زمن الابقاء ، ودرجة الحرارة.
باختصار ، يعمل هذا العمل على تعزيز فهمنا لتطبيقات تكنولوجيا النانو تحت السطحية إلى حد كبير ، وتحسين أمن الطاقة والاستدامة البيئية لدينا…
