Pizhūhish-i Naft (Aug 2022)
اندازه‌گیری آزمایشگاهی خواص فوم آبی پایدار شده توسط نانوذره اصلاح شده سیلیکا با سورفکتانت
Abstract
در این مطالعه، پایداری فوم آبی توسط نانوذرات اصلاح‌شده با سورفکتانت افزایش یافت. برای درک بهتر رفتار فوم تثبیت شده با مخلوط نانوذره و سورفکتانت، رفتار فوم‌زایی، پایداری، تغییرات ترشوندگی نانوذرات و کشش سطحی برحسب زمان مورد بررسی قرار گرفتند. نتایح زاویه تماس سیستم کلسیت/نفت خام/محلول مولد فوم نشان داد اضافه کردن سورفکتانت CTAB به نانوسیال سیلیکا منجر به تغییر ترشوندگی نانوذره می‌شود. در غلظت یک برابر غلظت بحرانی مایسلی از سورفکتانت، نانوذره بیشترین تغییر ترشوندگی به‌سمت آب‌گریزی را تجربه می‌کند و زاویه تماس آن از °20 در زمان صفر به °57 در زمان h 24 می‌رسد. در غلظت ذکر شده کشش سطحی به حداکثر مقدار خود می‌رسد. این پدیده به کاهش سورفکتانت‌های آزاد در اثر جذب سطحی بر نانوذره نسبت داده شد. رفتار پایداری و فوم‌زایی توسط روش راس-مایلز مورد بررسی قرار گرفت. فوم تثبیت شده با نانوذرات در مقادیر کم آب‌گریزی و در ابتدای عمر، دارای نمودار تحلیل‌رفتگی خطی و مشابه با فوم پایدار شده با سورفکتانت تنها بود. بنابراین پایداری ابتدای عمر فوم توسط سورفکتانت‌های آزاد کنترل می‌شود. با گذشت زمان، با برجسته شدن سازوکار‌های پل‌زنی ذرات، افزایش حداکثر فشار مویینگی انعقاد و افزایش گرانروی توده مایع، پایداری فوم توسط نانوذره کنترل می‌شود و به‌صورت معنی داری افزایش می‌یابد. در مقادیر بالای آب‌گریزی نانوذره (نزدیک به CMC 1)، علاوه‌بر سورفکتانت، نانوذرات نیز به‌عنوان فعال‌سطحی عمل می‌کنند زیرا نمودار تحلیل رفتگی خطی که در مقادیر آب‌گریزی کم مشاهده شده بود در این نمونه مشاهده نمی‌شود. بنابراین، ابتدای عمر فوم توسط هر دو نانوذره و سورفکتانت آزاد کنترل می‌شود. نتایج نشان داد رفتار فوم‌زایی محلول‌های مولد فوم مشابه رفتار کشش سطحی است. همچنین، تغییر ترشوندگی نانوذره که دارای زمان تعادل طولانی مدت است به‌عنوان سازوکار پیشنهادی برای پایداری بالای فوم تثبیت شده با نانوذره در نیمه دوم عمر آن پیشنهاد می‌شود.
Keywords
