پژوهشگران دانشگاه صنعتی سهند تبریز و دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات، به منظور امکان افزایش برداشت از مخازن نفتی، به بررسی تأثیر نانوذرات در آن اقدام نمودند. به گفته‌ی این محققان استفاده از نانوذرات سبب افزایش قابلیت برداشت از مخازن و کاهش هزینه‌های مربوط به این فرایند خواهد شد.
به گزارش گروه دانش خبرگزاری دانا (دانا خبر) یکی از روش‌های ازدیاد برداشت از مخازن نفتی، تغییر در خواص سنگ و سیال مخزن با تزریق مواد شیمیایی است. تزریق محلول سورفاکتانت یکی از این روش‌های شیمیایی است که باعث برداشت نفت باقیمانده در مخزن از طریق کاهش کشش سطحی و افزایش عدد موئینگی می‌گردد. میثم ادیبی فرد در خصوص اهمیت پژوهش انجام شده بیان کرد: «سورفاکتانت‌ها بیش از 50 درصد هزینه‌ی ازدیاد برداشت در تزریق مواد شیمیایی را به خود اختصاص می‌دهند. یکی از معضلات اساسی در تزریق سورفکتانت به مخازن نفتی، جذب سطحی این مواد بر روی سطوح سنگ مخزن است. بدین ترتیب، بخشی از سورفکتانت تزریقی، که باید در فرایند افزایش برداشت نفت شرکت کند، توسط سنگ مخزن جذب می‌گردد. این اتفاق کاهش عملکرد سورفاکتانت تزریقی در مخزن را به دنبال دارد. از این رو در این پژوهش از نانوذرات به عنوان عاملی جهت جلوگیری از جذب سطحی سورفاکتانت بر روی سنگ مخزن استفاده شده است.»
بدین منظور نانوذرات با محلول شیمیایی حاوی سورفاکتانت ترکیب شد و آزمایشات سیلاب‌زنی جهت بررسی اثر نانوذرات بر روی میزان جذب این مواد و افزایش بازیافت نفت انجام گرفت.
به گفته‌ی ادیبی فرد، با بررسی‌های صورت گرفته مشخص شد که این نانوذرات باعث افزایش میزان سورفاکتانت موجود در مخزن و کاهش بیشتر کشش بین‌سطحی محلول تزریقی و نفت خام می‌شود. در نتیجه به میزان سورفاکتانت کمتری جهت ازدیاد برداشت نفت نیاز بوده، تولید نفت افزایش یافته و در نهایت هزینه‌های ازدیاد برداشت نیز کاهش می‌یاد.
در توضیح این پدیده باید گفت از آنجایی که نانوذرات سطح تماس بسیار بیشتری در مقایسه با سورفاکتانت دارند (در حدود دویست متر مربع به ازای هر گرم)، عامل جذب خود به سنگ مخزن و جلوگیری از جذب سطحی سورفاکتانت می‌شوند. در نتیجه، سورفاکتانت بیشتری در محلول تزریقی باقی خواهد ماند که در فرآیند ازدیاد برداشت نفت شرکت می‌کند. لذا با کاهش بیشتر کشش سطحی بین نفت خام و محلول تزریقی به دلیل وجود سورفاکتانت، امکان تولید بیشتر نفت فراهم می‌شود.
در روند این مطالعات، ابتدا نانوذرات سیلیکای آب دوست با نام علمی AEROSIL 200 با غلظت‌های مختلف به محلول سورفاکتانت سدیم دودسیل سولفات (SDS) اضافه شد. سپس با استفاده از دستگاه هدایت سنج و در غلظت‌های اولیه و تعادلی سورفاکتانت در تماس با سنگ مخزن، میزان جذب سطحی سورفاکتانت در غلظت‌های مختلف نانوذره به دست آمد. پس از آن یک سری آزمایش سیلاب‌زنی مغزه در شرایط فشار و دمایی مخزن انجام گردید تا اثر نانوذره مورد استفاده در محلول سورفاکتانت بر روی میزان بازیافت نفت نیز مورد بررسی قرار گیرد. در این راستا از 2 مغزه‌ی ماسه‌سنگی متعلق به مخازن موجود در ایران جهت انجام آزمایشات استفاده گردید.
با توجه به نتایج به دست آمده در این پژوهش، میزان جذب سطحی سورفاکتانت با افزایش غلظت نانوذره مورد استفاده کاهش می‌یابد. هم‌چنین، مشخص گردید که در یک غلظت ثابت سورفاکتانت، وارد نمودن نانوذرات به ترکیب محلول شیمیایی باعث افزایش 11 درصدی در میزان نفت بازیافت شده از مغزه می‌گردد. این مقدار از نفت بازیافت شده با درنظر گرفتن حجم مخزن می‌تواند به صورت قابل ملاحظه‌ای بر تولید نفت در طی فرآیند ازدیاد برداشت تأثیر بگذارد.
میثم ادیبی فرد- کارشناس ارشد مهندسی شیمی از دانشگاه صنعتی سهند تبریز- و خسرو رحیمی- از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات- در انجام این کار تحقیقاتی همکاری داشته‌اند. نتایج این کار در مجله‌ی Petroleum Science and Technology (جلد 33، شماره 1، سال 2015، صفحات 79 تا 85) منتشر شده است.
