ابزار گرد آوری داده ها (روش سیگما700) 🔬🔬🧪🇮🇷🇳🇴

برای تعیین زاویه تماس دینامیک از دستگاه سیگما ۷۰۰ استفاده می کنیم.یکی از قابلیتهای این دستگاه ،امکان تعیین میزان نیروی وارد بر نمونه ای است که مطابق با صفحه ویلهلمی وارد یک سیال می شود.زاویه تماس که به ردش ویلهلمی اندازه گیری می شود،زا یه تماس دینامیکی اجباری گفته می شود.در این ردش نیروی وارد بر نمونه حامدی که وارد بر سیال مورد نظر شده اندازه گیری می شود. در صورتی که نیروی های بر هم کنش ،هندسه نمئنه جامد و تنش سطحی مایع معلوم بدشد،زاویه تماس قابل محاسبه خواهد بود. نمونه جامد از قلابی آویزان می شود که این قالب به یک ترازوی دیجیتالی بسیار دقیق متصل است. سپس مایع با یک سرعت ثابتی به سمت بالا حرکت می کند تا با سطح جامد تماس حاصل شود.بعد از تماس جامد با مایع،تغییرات نیرو ثابت می شود این مکان به عنوان عمق نفوذ صفر در نظر گرفته می شود. با حرکت سیال به داخل مایع نیرویی که به ترازو و در هر عمق نفوذی اعمال می شود،ثبت می شود این نیروی اعمال شده برابر با معادله

Ftota=Fw+Wp-FB

در معادله بالا Fw نیروی ترشوندگی،Wp وزن میله و نمونه جامد متصل به آن و Fb نیروی شناوری می باشد.این نیرو ها به وسیله دستگاه سیگما ۷۰۰ در یک سرعت ثابت حرکت سیال را نشان‌ می دهد.

تصویری شماتیک از دستگاه سیگما 700

این دستگاه وزن خالص میله و نمونه جامد (Mg)را در ابتدای حرکت بشر محاسبه کرده و از نیروی کل وارد شده به ترازوی دیجیتال حذف می کند بنابراین تنها نیروی بویانسی و کشش سطحی در اثر حرکت سیال به درون‌نمونه توسط ترازوی دیجیتالی دستگاه ثبت می شود،پس معادله فوق با حذف کردن نیروی وزن نمونه به شکل معادله زیر در می آید.

F=Fw-FB=L.y.costa-p.x.L

در این‌معادلهLمحیط جانبی نمونه ،Xعمق نفوذ سیال در نمونه ، p چگالی سیال و زاویه ایجاد شده بین نمونه و سیال در ناحیه اینترفیس بازهاست

لازم به ذکر است که زا یه تماس اندازه گیری شده در این روش برابر با میانگین کل سطحی که مایع روی جامد حرکت می کند،است. به طوری که سمت جلو و عقب صفحه مورد اندازه گیری با هم اختلاف زاویه تماس داشته باشند،زاویه تماس اندازه گیری شده در این روش تقریبا برابر با میانگین زاویه تماس در دو طرف صفحه خواهد شد،در حالی که در روشهایی با یک قطره به تعیین زاویه تماس می پردازند،زاویه را صرفا در ان‌قسمتی اندازه می گیرند که قطره در آن حضور دارد.

Yدر این رابطه کشش سطحی،بین سطحی فازهاست،لازم به ذکر است قبل از اینکه از روش ویلهلمی برای تعیین زاویه تماس استفاده کنیم.بایستی کشش سطحی و بین سطحی فازهای مورد اندازه گیری را بدانیم،یکی از روشهای بدست آوردن کشش سطحی،استفاده از صفحه ویلهلمی است که در آن از یک صفحه مشخص با زا یه تماس صفر درجه استفاده می کنیم.که از فرمول زیر محاسبه می شود.

F/L=y.costa-p.X

اشکارسازها(Detector)📉📈

اشکارسازها به دو قسمت تقسیم می شوند

دتکتور انتگرالی،که پاسخ انتگرالی می دهد که امروز منسوخ شده است.

دتکتور تفکیکی،پاسخ این دتکتور به این صورت است که وقتی گاز حامل به تنهایی می اید،خط صاف وقتی همراه به همراه نمونه می ابد یک پیک می دهد.

یکی از دتکتورهای تفکیکی که درGc استفاده می سود.lionization detector,Flame نمونه ها بعد از اینکه از ستون خارج می شوند وارد دتکتور می شوند نمونه در شعله دتکتور می سوزند و ایجاد یون و الکترون می کنند آنچه مهم است الکترون هایی است که تولید می شوند الکترونها جریانی که ازFID عبور می کنند افزایش می دهند و غلظت نمونه متناسب با افزایش میزان جریان است.

روش کار با دستگاه کروماتوگرافی گازی📉📈

ابتدا نمونه رو توسط سرنگ به داخل Injector تزریق می کنیم. نمونه پس از ورود به Injector به بخار تبدیل شده و با فاز متحرک مخلوط شده،وارد ستون می شود.نمونه جذب ستون می شود و در زمانی مختلف به وسیله گاز بی اثر از ستون بیرون می آید و وارد راکتور می شود.ستون قلب دستگاه است زیرا عمل اصلی که جداسازی است در آن جا انجام می شود و در زمانی مختلف به وسیله گاز بی اثر از ستون بیرون می آید و وارد راکتور می شود. راکتور شناسایی را انجام می دهد جهت شناسایی مواد با Gc از (Retention time(Rt استفاده می شودRetention time زمانی است که طول می کشد تا جسم از راکتور بیرون بیاید،یعنی از زمان تزریق نمونه تا زمان ظاهر شدن پیک ها روی دستگاه که برای یک ماده تحت شرایط ثابت،مقدار ثابتی است بنابراین از مقایسه Rtمعلوم با Rt مجهول ،می توان اجزای موجود در مجهول را تشخیص داد اگر مجهول و استاندارد Rt یکسان داشتند،می توان نتیجه گرفت که هر دو نمونه یکی هستند پارامتر مهم دیگر در Gc ،سطح زیر منحنی(AUC) است.رکورددر به ما در کروماتوگرافی می دهد پس کروماتوگرام حاوی دو نوع اطلاعات ارزنده دست،Rt برای شناسایی کیفی جسم وAUC برای تعیین مقدار کمی جسم و زیر نمودار و میزان قابل اعتماد بودن دسته ای از داده های خروجی می باشد نام بردیم توان نمونه هایی با حجم های بسیار کم تا دهم های میکرولیتر را اندازه گیری نمود. گاز حامل یک گاز بی اثر استHe),H2,N2,He، از همه بهتر است. ولی چون گران است کاربرد کمی دارد.نگهداری H2 خطرناک است چون قابلیت انفجار دارد. بنابراین N2 استفاده می شود.

Oven قسمت گرم کننده است سه قسمت از دستگاه باید گرم شوندoven,Injector و (Column که دو عدد هستند و در بالا و پایین Oven قرار می گیرند) ونیز Detector قرار دارد. دمای ستون باید چکد درجه بالاتر از نقطه جوش،دیر جوش ترین جزء موجود در نمونه باشد. مثلا اگر بالاترین نقطه جوش 150 درجه  سانتیگراد باشد،دمای ستون 170 درجه سانتیگراد باشد دمای Injector باید چند درجه بالاتر از ستون و دمای دتکتور هم چند درجه بالاتر از Injector باشد.

کروماتوگرافی گازی در مطالعات آزمایشگاهی👨‍🔬📉📈

بدون شک مهمترین و پر کاربرد ترین روش جداسازی،روش کروماتوگرافی است.کروماتوگرافی به وسیله یک گیاهشناس روسی به نام‌توست، در اوایل قرن بیستم۱۹۰۳ کشف شد او از این تکنیک برای جداسازی رنگدانه های مختلف گیاهی مانند کلروفیل ها و گرانتوفیل ها استفاده کرد.

کروماتوگرافی گازی یکی از روشهای کروماتوگرافی است که برای جداسازی و بررسی مواد فرار برای تجزیه شدن آنها به کار می رود.

در کروماتوگرافی گازی، فاز گازی یک فاز بی اثر(برای مثال هلیم،نیتروژن ، آرگون و دی اکسید کربن)است و به فاز متحرک فاز حامل نیز می گویند.فاز ساکن یک جسم‌جامد جاذب  و یا لایه های نازکی از یک مایع غیر فرار است. که به دیواره داخلی ستون یا به صورت پوششی روی سطح گلوله شیشه ای یا فلزی قرار داده شده است‌ در صورتی که فاز ساکن‌جسم‌جامد جاذب باشد اصطلاحا کروماتوگرافی گازی گویند.و اگر فاز ساکن‌ مایع غیر فرار باشد آن را کروماتوگرافی گاز مایع گویند.اما هر دو به کروماتوگرافی گازی معروف هستند.

در تمامی روش های کروماتوگرافی ،جداسازی بر پایه تفاوت مقداری انالیت،ماده مورد جداسازی  در دو فاز ساکن و متحرک انجام می شود این تفاوت مقدار در نهایت منجر به تشکیل تعادلی می گردد که آن را با پارامتری به نام ثابت توزیع(k)بیان می کنند. در این رابطه Cm و Csبه ترتیب نشان دهنده غلظت مولی انالیت در فاز متحرک و فاز ساکن است.

                                                                

                                                K=Cm/Cs

    

تاثیر یونهای سولفات در فرایند تغییر ترشوندگی🧴🧪🗻

بررسیهای پیر و همکارانش (۱۹۹۰)تاثیر یون سولفات بر پتانسیل سطح سنگ‌کربناته را تایید می کند. در بررسیهای صورت گرفته توسط استرند و همکارانش استفاده از یون سولفات به عنوان کاتالیزور در فرایند تغییر ترشوندگی توسط مواد فعال سطحی کاتیونی موثر بوده است.پس از آن آزمایشهای انجام شده توسط ژانک و همکارانش نشان داد سولفات قادر است به همراه یون کلسیم یا منیزیم و بدون حضور مواد فعال سطحی گران قیمت ،ترشوندگی سنگهای کربناته را بهبود بخشد.

استرند و همکارانش(۲۰۰۵)برای بدست آوردن مکانیزم اشام خودبخودی اب دریا در سنگهای چالکی نفت تر به بررسی اثر یونهای موثر بر پتانسیل سطح ،موجود در اب دریا در فرایند اشام‌خود بخودی پرداختند،یکی از نتایج این تحقیق جذب یون سولفات بر سطح سنگ چالکی است که با تغییر بار سطح سنگ‌ به دفع مواد کربوکسیلیک دارای بار منفی کمک‌ می نمایند.

یون سولفات یک عامل مرسوم در ایجاد فعالیت های باکتریایی و تشکیل رسوباتی مانند کلسیم،سولفات است به هر حال این می تواند ترشوندگی را به جهت اب تر شدن بیشتر تغییر دهد و منجر به بهبود بازیابی نفت شود.

مطالعات آزمایشگاهی اشام دینامیک📚👨‍🔬

 با بررسی میزان و ترکیب محلول اشام در برداشت نفت نشان داده شد،حذف نمک Nacl موجود در اب موجب افزایش فرایند اشام و ازدیاد برداشت نفت می گردد. در اثر افزایش غلظت Nacl در محلول اشام ، برداشت نفت به میزان چشمگیری کاهش یافت. 

افزایش غلظت یونهای سدیم و کلر سبب می شود فعالیت یونهای موثر در پتانسیل سطح کاهش یافته و در واقع از تماس یونهای منیزیم،کلسیم،سولفات ،با سطح سنگ ‌و جدا شدن مواد کربوکسیلیکی جذب شده بر سطح سنگ جلوگیری شود. عدم حضور مقدار زیادی یون سدیم در لایه دوم، تسهیل در رسیدن یونهای کلسیم، منیزیم، به سطح سنگ‌را در پی خواهد داشت.چنانچه توانایی سولفات نیز برای رسیدن به سطح سنگ با کاهش غلظت کلر افزایش می یابد. بنابراین تغییر در ترکیب یونهای موجود در لایه دوم در اثر حذف Nacl موجود در اب دریا موجب افزایش سرعت اشام و برداشت نهایی نفت شده بود.

نکته مهمی که وجود دارد که کاهش شوری اب دریا در این تحقیق منجر به کاهش برداشت نفت گردید. علت این امر کاهش غلظت یونهای تعیین کننده پتانسیل ذکر شده است. با توجه به نتایج آزمایشات حذف Nacl از ترکیب محلول اشام‌افزایش برداشت نفت را در پی داشته است. در حالی که رقیق نمودن محلول اشام به درجات شوری یا بیشتر در میزان برداشت نفت تاثیر منفی داشته است. در نتیجه، نه تنها غلظت یونهای فعال در فرایند تغییر ترشوندگی از اهمیت برخوردار است.بلکه غلظت نمک های غیر فعال مانندNacl نیز با تاثیر بر لایه الکتریکی دو گانه، در فرایند تغییر ترشوندگی موثر است. 

🇮🇷🇳🇴🎓👨‍💻

فرایند اشام به عنوان یک مکانیزم تولیدی🛢💧

اصلی ترین مکانیزم تولید نفت در مخازن کربناته شکافدار ، مکانیسم اشام  خودبخودی است  که به دلیل نفت دوست بودن شبکه ماتریسی سنگ این مکانیسم نمی تواند چندان موثر واقع شود و در نتیجه حجم زیادی از نفت همچنان درون شبکه ماتریسی سنگ در مخزن باقی می ماند.در نتیجه هر فرایندی که بتواند حالت ترشوندگی شبکه ماتریسی سنگ را به اب دوست تغییر دهد، فرایند موثر در ازدیاد برداشت از مخازن کربناته شکافدار محسوب می شود.

The main mechanism of oil production in fissile carbonate reservoirs is the self-priming mechanism, which cannot be very effective due to the oil-loving nature of the stone matrix network, and as a result a large volume of oil remains inside the stone matrix network in the reservoir. The result of any process that can alter the wetting state of the rock matrix network to hydrophilicity is an effective process in increasing the extraction of cracked carbonate reservoirs

اب هوشمند با تنظیم  و بهینه سازی ترکیب یون سیال تزریقی ساخته می شود به طوری که تغییر تعادل سیستم نفت خام-شورابه- سنگ اولیه، شرایط ترشوندگی اولیه را تغییر می دهد. بنابراین این جا به جایی نفت در شبکه متخلخل تسهیل می شود. تزریق اب هوشمند را می توان از روشهای ثالثیه نفت به حساب اورد. زیرا با این کار پس از انجام سیلاب زنی با اب سازند نفت بیشتری بدست می اید.این تکنیک ارزان، سازگار با محیط زیست، دارای افزودنی های مواد شیمیایی به صرفه و بدون مشکل تزریقی است.

Smart water is made by adjusting and optimizing the composition of the injected fluid ion so that changing the balance of the crude oil-saltwater-primary rock system changes the initial wetting conditions. So this facilitates the movement of oil in the porous network. Intelligent water injection can be considered as a third party oil method. Because by doing so, more oil is obtained after flooding with water. This cheap, environmentally friendly technique has economical chemical additives without any injection problems

 

تغییر ترشوندگی یون کلسیم توسط یون سولفات🧫🧫🧫

براساس مطالعات صورت گرفته یون کلسیم برای تغییر ترشوندگی نیازمند یون سولفات است.استرند و همکارانش(2005) عنوان کردند که اقزایش غلظت یون Ca در نزدیکی سطح سنگ در اثر هم جذبی این یون در حضور یون So4 سبب می شود.فرایند ازادی سازی کربوکسیلیک متصل به سطح تسریع شود.

مکانیزم پیشنهادی دفع مواد کربوکسیلیک از سطح سنگهای چالکی و تغییر ترشوندگی

According to the explanations required to change the necessary conditions, the ion is sulfate. Strand et al. (2005) to accelerate the level of explanation.

Visual mechanism of excretion of carboxylic materials from the surface of agile rocks and change of repair

شکل مکانیزم پیشنهادی تغییر ترشوندگی سطح سنگ

The shape of the proposed mechanism is to change the wetness of the rock surface

براساس این مکانیزم، در اثر جذب یونهای سولفات، دافعه وارد بر کاتیون کلسیم کاهش می یابد وسبب می شود این یون در نزدیکی سطح جای بگیرد  که در نتیجه شدن مواد  کربوکسیلیک از سطح در پی واکنش با یون کلسیم و تشکیل کمپلکس با این یونها، تسهیل می یابد.ژانگ و همکارانش نیز به ضرورت وجود یون سولفات جهت تغییر ترشوندگی به وسیله کاتیون کلسیم اشاره کرده اند.

According to this mechanism, the absorption of sulfate ions reduces the repulsion of calcium cations and causes this ion to be located near the surface, which facilitates the formation of carboxylic substances from the surface following the reaction with calcium ions and the formation of complexes with these ions. Zhang and his colleagues also noted the need for sulfate ions to alter wetting by calcium cations.

تزریق پر فشار اب هوشمند چه تاثیری بر انحلال پذیری دارد

به دلیل اینکه تزریق با فشار انجام می شود. انحلال پذیری دما و فشار فرق می کند اب آلوده تر است چون فشار بیشتری وارد شده ولی زمانی که اب وارد سطح می شود،و چون انحلال پذیری فقط تابع دما و فشار است و یک پدیده ترمودینامیکی است،پس ریت تاثیر ندارد، مگر اینکه شانس به تعادل رسیدن نداشته باشد.

اهمیت دینامیک کشش سطحی در تزریق اب هوشمند بر میزان الودگی اب🇮🇷🇮🇷🇮🇷📚👨‍🔬🎓

🎖🇮🇷🇳🇴🎖

تست کشش سطحی می تواند معیار خوبی از الودگی باشد. چون الودگی،کشش سطحی اب را که استاندارد آن ۷۲/۸ می باشد پایین خواهد آورد.اگر کشش سطحی اولیه چون دینامیک وجود دارد از یک مقداری شروع می شود و به تعادل می رسد. اگر این مقدار اولیه مقدار پایینی باشد،اب و نفت توانایی تشکیل امولسیون را خواهد داشت ‌.این تست ها به ما نشان داد که بعضی از ترکیبات یا ریت آنها به این شکل بوده یا نمک یا کشش سطحی که باعث ایجاد امولسیون شده است.اگر ما امولسیون تشکیل بدهیم امولسیون (اب در نفت)یا (نفت در اب)اگر نفت و اب را با هم ،هم بزنیم مقداری آب آلوده می شود ولی دو فاز جدا درست می کنند. گاهی اوقات این آلودگی ها به صورت سرفکتنت عمل می کنند می توان امولسیون پایدار(نفت در اب)و (اب در نفت)را ایجاد کنند.اگر ریت ما جوری باشد که امولسیون را تشکیل بدهد.اگر آبی که تخلیه می کنیم به محیط بعد فرایند تزریق اگر امولسیون داشته باشد هم باعث حذر رفت نفت می شود و از لحاظ اقتصادی ایجاد مشکل می کند و همین که باعث آلودگی اب می شود.

مطالعات ازمایشگاهی کشف شده، توسط دانش آموخته 

Sharif university of Tecnology