Nanotechnology-Assisted EOR Techniques: New Solutions to Old Challenges

...

doble capa eléctrica y DLVO Teoría

Un proceso EOR utilizado en el pasado por más de recuperación de aceite ha sido prácticamente pasado por una especie de ensayo y error procedimiento dado lugar a problemas económicos y ambientales. El uso de la nanotecnología en los campos de petróleo, especialmente con fines de EOR podría mejorarse si la base teórica de esta tecnología emergente entender y utilizar. Por ejemplo parece que hay una necesidad esencial de una teoría general para describir la interacción entre las nanopartículas, líquidos y superficies de las rocas con el fin de entender los comportamientos esperados en cada aplicación. Teniendo en cuenta la roca del yacimiento como una superficie cargada y en ausencia de las fuerzas gravitacionales que influyen en estas partículas diminutas, de interacciones de carga se vuelven más pronunciados. Debido a la carga de la superficie fija en la interfase sólido, una región de carga opuesta de contra-iones desarrolla en el líquido para mantener la electroneutralidad de la interfaz sólido-líquido. Esta zona de análisis se denota como la doble capa eléctrica (EDL), ya que lo ideal consiste en cargas opuestas, algunos de los cuales están unidos, mientras que otros son móviles. Este potencial resultados de la distribución en una redistribución de los iones y introducido nanopartículas cargado y por lo tanto puede ser considerado como la teoría de gobierno con el fin de predecir y diseñar las interacciones deseadas. La ecuación que rige para la distribución de potencial en las interfases cargadas es de Poisson-Boltzamn (Schoch et al., 2008):

2 2zen0 sinh ze

k T

B

)1(

Esta ecuación se puede usar para la predicción de comportamiento NPs en conjunción con las ecuaciones de transporte.

DLVO (Derjaguin- Landau-Verwey-Overbeek) (Derjaguin y Landau, 1941; Verwey y Overbeek, 1948) muestra cuando dos partículas se acercan el uno al otro, la estabilidad de las partículas en solución se ve afectado por la energía total de interacciones. Esta energía total de interacciones está constituido de términos de atracción y repulsión eléctrica tales como la repulsión de la capa doble, Londres van der Waals de atracción, repulsión nacido, la interacción ácido-base y las fuerzas hidrodinámicas (Khilar, et al., 1998). teoría DLVO también se puede utilizar para simular la interacción de las nanopartículas entre sí (agregación), a otras partículas presentes en el medio (multas, nano-asfaltenos, iones, etc.) y también con la superficie de roca (adsorción) de los cambios de humectabilidad.

transporte eficiente de partículas metálicas a través del depósito es una tarea difícil. Además, la concentración de especies de metal es de gran importancia (Ju & Fan, 2009). La concentración óptima depende de la composición de aceite. Por lo tanto, el principal problema después de transportar las partículas de metal en el depósito es su distribución homogénea para proporcionar la máxima eficiencia. La inyección y la propagación de partículas en el depósito se rige por muchas fuerzas diferentes: las fuerzas de van der Waals, fuerzas de gravedad, fuerzas electrostáticas, difusión browniano, fuerzas de inercia, fuerzas hidrodinámicas y de tensión superficial (Hamedi Shokrlu y Babadagli, 2011).

los efectos del tamaño de las partículas de Nano

Los diámetros de poros en los depósitos de aceite normales están generalmente en el orden de micrómetros (Fig.1), por lo que las nanopartículas no sólo entran en los depósitos de aceite, sino que también muestran un efecto de penetración excitado por energía térmica y dinámica y el resultado en los cambios deseados en el depósito deseado ubicaciones. Como resultado, la difusividad de los materiales en el espacio de la roca se mejora, las interfaces de los fluidos en los canales de micro-escala se alteran, la fuerza cohesiva de petróleo crudo a las rocas se reduce, se cambia la humectabilidad de la roca, algunos daños a causa de no deseado partículas y fluidos movimiento se tratan y, finalmente, se aumenta la eficiencia de recuperación de aceite. Las nanopartículas pueden aumentar drásticamente la recuperación de petróleo, mejorando tanto las propiedades inyectados de fluidos (mejora de la viscosidad, densidad, reducción de la tensión superficial, mejora la emulsificación y también la conductividad térmica y mejoras de calor específico) y también propiedades de interacción fluido-roca (alteración de la mojabilidad y coeficiente de transferencia de calor).

Debido a las altas fuerzas de superficie de las nanopartículas, tales como van der Waals y fuerzas electrostáticas, las nanopartículas únicas pueden controlar eficazmente la migración de finos de formación (Ahmadi et al., 2011). la migración fina es un problema notable en la ingeniería de producción de petróleo. La obstrucción de la garganta en medios porosos se produce debido al desprendimiento de partículas finas de superficies de arena.

Por lo tanto el estudio de las interacciones entre las multas y superficies de los poros y la investigación de las fuerzas que gobiernan son cuestiones importantes para describir el mecanismo de proceso de liberación de multas.

}[pic 1]

Nanosensores

Hay grandes esperanzas de que mediante la inyección de nuevos sensores en los depósitos de petróleo, será posible trazar con mayor precisión en 3-D, aumentar la cantidad de recuperación, y reducir al mínimo los impactos ambientales. La nanotecnología puede ayudar en este sentido a través de nuevas técnicas de medición con diminutos sensores para proporcionar información más transparente de los depósitos de caja negro (Fig. 2). En el campo de la EOR, la idea de nano-mineralogía se está discutiendo la creación de nano-robots para examinar los poros y canales individuales, trazan el aceite atrapado y agentes de EOR, monitorear el flujo de hidrocarburos en yacimientos subterráneos, el intercambio de información a la superficie, y determinar las zonas de enfocar o evitar durante los procesos de recuperación mejorada de petróleo.

[pic 2]

Además de tener el tamaño adecuado compatible con la distribución del tamaño de poro depósito y la geometría, estos sensores deben tener capacidad de dispersión adecuado, que puede ser inducido por funcionalización. Además, los sensores tienen