TỔNG HỢP NANO COMPOSITE Fe3O4 ỨNG DỤNG TRONG TĂNG CƯỜNG THU HỒI DẦU, CHỐNG SA LẮNG MUỐI VÀ ĂN MÒN ĐƯỜNG ỐNG KHAI THÁC
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN KỸ THUẬT HỮU CƠ
TỔNG HỢP NANO COMPOSITE Fe3O4 ỨNG DỤNG TRONG TĂNG CƯỜNG THU HỒI DẦU, CHỐNG SA LẮNG MUỐI VÀ ĂN MÒN ĐƯỜNG ỐNG KHAI THÁC
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
GVHD: PGS TS NGUYỄN PHƯƠNG TÙNG
Trang 2Nội dung
• Tình hình chung
• Tăng cường thu hồi dầu
• Vât liệu nanocomposite
• Cơ sở lý thuyết
Tổng quan
Trang 4Thăm dò, tìm kiếm khó khăn
Trang 6Tăng khả năng rút dầu, giúp ta có thể thu lại một lượng khá lớn dầu còn lại
trong bể
Tăng cường thu hồi dầu
Trang 7Tăng độ nhớt của hệ dung
Giảm sức căng bề mặt giữa
hai pha dầu/ nước
Tăng cường thu hồi dầu
Trang 8Phương pháp nhiệt Phương pháp khí
Bơm ép khí vào vỉa làm giảm độ nhớt , tăng khả năng linh động của dầu thô và tạo áp lực để đẩy dầu
lên.
Phương pháp bơm
ép hóa chất
Sử dụng các hóa chất đặc biệt ( polymer, chất HĐBM, )nhằm tăng hiệu suất đẩy dầu nhờ làm giảm
SCBM
Tăng cường thu hồi dầu
Trang 10Thay đổi tính dính ướt của đá vỉa từ dính ướt dầu sang dính ướt nước hay dính
ướt trung gian
Tăng cường thu hồi dầu
Trang 11Sử dụng Polymer
Tăng độ nhớt của dòng chất lưu được bơm ép vào vỉa thì giá trị Nc cũng tăng theo, do đó tăng khả năng đẩy dầu
𝑁𝐶= 𝑉𝑖𝑠𝑐𝑜𝑢𝑠 _ 𝑓𝑜𝑟𝑐𝑒𝑠
𝐶𝑎𝑝𝑖𝑙𝑙𝑎𝑟𝑦 _ 𝑓𝑜𝑟𝑐𝑒𝑠 =
𝑣 𝜇 𝜎
Nhược điểm
- Khó khăn trong quá trình bơm.
- Kém bền nhiệt, bị giảm cấp khi
bơm xuống vỉa.
Tăng cường thu hồi dầu
Trang 12Vật liệu Nano
- Có khả năng thay đổi tính lưu biến của
dòng lưu chất dưới vỉa: tăng độ nhớt của dung dịch bơm ép.
- Thay đổi tính dính ướt của bề mặt đá.
- Hiệu ứng bề mặt.
- Tăng khả năng bền nhiệt cho polymer
Nhược điểm - Dễ kết tụ khi không có từ trường
ngoài
Tăng cường thu hồi dầu
Trang 13Tăng cường thu hồi dầu
Trang 14Chống ăn mòn đường ống khai thác
Vật liệu nanocomposite
Trang 15Vật liệu tổ hợp
Có cấu trúc tương tự các quả cầu bên trong có nhân với kích thước nano,
được bọc bên ngoài bởi các lớp vỏ tạo bởi vật liệu thứ hai (polymer hữu
O ONa
*
O NH2
copolymer 2-acrylamido-2methyl propane sulf onate-Acrylamide
P(AMPS-co-AM) :
Trang 16Năm 2007, Jianping Ge et al tổng hợp ra các vật liệu core/shell siêu từ tính, với hạt nhân là oxit sắt từ Fe 3 O 4 được bao bọc bởi các phân tử polystyrene
Năm 2006, X Liu et al tổng hợp ra loại vật liệu có cấu trúc dạng core/shell với hạt nano SiO 2 đóng vai trò là hạt nhân được bao bọc bởi các phân tử polymer.
Năm 2008, Ke Yang-Chuan et al, các hạt nano SiO 2 được biến tính bề
mặt bởi 3-methacryloxypropyl trimethoxy silane (MPS).
Năm 2009, Qiang Gao et al đã đề xuất sử dụng poly(methacrylic acid-co- vinyl triethoxylsilane) bao bọc các hạt nano SiO 2 đã biến tính để thu
được hệ chất mang thuốc dạng core/shell.
Vật liệu nanocomposite
Quá trình phát triển
Trang 17Bảo vệ sự ăn mòn điện hóa : có vai trò như chất khử để bảo vệ catot.
- Thiết lập hệ thống từ trường trong giếng
khoan
- Chất ức chế lắng đọng
Trang 18và một số ưu điểm khác……
• Khả năng phân tán tốt trong môi trường: nano Fe 3 O 4 sau khi biến tính vừa
có khả năng phân tán trong dầu lại đồng thời có thể phân tán trong nước.
• Khả năng dẫn truyền dòng chảy, gia tăng độ nhớt đáng kể cho dung dịch bơm ép.
• Gia nhiệt bằng từ tính.
• Không độc đối với môi trường.
Cơ sở lý thuyết
Trang 19Quy trình tổng hợp
Cơ sở lý thuyết
Trang 20- Hạt nano từ tính Fe3O4 được tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa dưới
sự hỗ trợ của sóng siêu âm.
- Khi nồng độ của chất đạt đến một trạng thái bão hòa tới hạn, trong dung dịch sẽ xuất hiện đột ngột những mầm kết tụ
Trang 21- Bề mặt hạt nano Fe3O4 được gắn các phân tử acid Oleic bằng sóng siêu âm
và khuấy cơ thông thường để tạo một lớp OA bao bọc quanh hạt nano thông
qua tương tác của nhóm carboxyl của OA với bề mặt của hạt
- Yêu cầu đối với các tác nhân ghép nối : có nhóm liên kết đôi C=C để có thể
thực hiện phản ứng polymer hóa
Gắn tác nhân ghép nối
Cơ sở lý thuyết
Oleic acid Ultrasound
Trang 22Bọc hạt nano Fe3O4
Phản ứng polymer hóa gốc tự do trong hệ vi nhũ tương được tạo ra bằng hệ
thống phản ứng khuấy trộn dưới tác động của sóng siêu âm trong dung môi
là nước
2-Acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid sodium salt solution ( AMPS)
O ONa
*
O NH2
copolymer 2-acrylamido-2methyl propane sulfonate-Acrylamide
P(AMPS-co-AM) :
Trang 23Quy trình tổng hợp nano Fe3O4
Trang 24Gắn tác nhân ghép nối
Trang 25Bọc hạt nano Fe3O4
Trang 26Quy trình
Khảo sát tính năng
Trang 27The End