پایداری فوم تقویت‌شده با دی اکسید کربن در حضور نفت خام
محورهای موضوعی : نانو شیمی و الکتروشیمیفاطمه برومندی 1 , امین اژدرپور 2 *
1 - دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرودشت، گر.ه مهندسی شیمی
2 - گروه مهندسی نفت، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرودشت
کلید واژه: پلیمر, فوم, ضریب بازیافت نفت, ویسکوزیته.,
چکیده مقاله :
فوم تقویت‌شده با پلیمر (PEF) یک روش مؤثر برای افزایش پایداری و کارایی فوم در محیط‌های متخلخل است. چندین پارامتر بر کارایی PEF تأثیر می‌گذارند، از جمله نوع پلیمر، غلظت و وزن مولکولی (MW) آن، همچنین نوع و غلظت سورفکتانت، شوری، pH و حضور نفت خام. در این تحقیق، رفتار PEF با استفاده از پلی‌آکریل‌آمیدهای با وزن مولکولی پایین و بالا در غلظت‌های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. پایداری فوم‌های CO₂ تقویت‌شده با پلیمر نیز در حضور نفت پارافینی، که به‌عنوان مدل نفت خام استفاده شد، بررسی شد، به‌طوری‌که هر دو نوع پلیمر در فوم وارد شدند. نتایج نشان دادند که پلی‌آکریل‌آمید با وزن مولکولی بالا فوم‌های پایدارتر نسبت به نوع با وزن مولکولی پایین تولید می‌کند. علاوه بر این، پایداری فوم با افزایش غلظت پلیمر بهبود یافت، که نشان می‌دهد غلظت بالاتر پلیمر باعث مقاومت بیشتر فوم می‌شود. همچنین مشخص شد که وزن مولکولی بر ویسکوزیته محلول پلیمر تأثیر می‌گذارد؛ پلیمرهای با وزن مولکولی بالا در یک غلظت مشخص ویسکوزیته بیشتری نسبت به پلیمرهای با وزن مولکولی پایین نشان می‌دهند. ورود نفت خام به سیستم تأثیر منفی بر پایداری فوم برای هر دو نوع پلیمر داشت و باعث کاهش قابل توجه عملکرد شد. به طور کلی، فوم‌های تقویت‌شده با پلیمر در غیاب نفت عملکرد بسیار بهتری نسبت به حضور آن داشتند.
Polymer Enhanced Foam (PEF) is an effective technique used to improve foam stability and performance within porous media. Several parameters influence the efficiency of PEF, including polymer type, concentration, and molecular weight (MW), as well as surfactant type and concentration, salinity, pH, and the presence of crude oil. In this research, the behavior of PEF was evaluated using polyacrylamide polymers of both low and high molecular weights at different concentrations. The stability of CO₂ foams enhanced with polymers was also assessed in the presence of paraffin oil, which served as a model for crude oil, with both polymer types incorporated into the foam. The results indicated that high–molecular-weight polyacrylamide produced more stable foams compared to the low–molecular-weight variant. Additionally, foam stability improved as polymer concentration increased, demonstrating that higher polymer concentrations contribute to greater foam resilience. Molecular weight was also found to influence the viscosity of the polymer solution—high–molecular-weight polymers exhibited higher viscosities at a given concentration than low–molecular-weight ones. The introduction of crude oil into the system negatively affected foam stability for both polymer types, leading to a noticeable decline in performance. Overall, polymer-enhanced foams performed significantly better in the absence of oil than in its presence.
[1] Tomlinson, D.W., Rivett, M.O., Wealthall, G.P., Sweeney, R.E., 2017. Understanding complex lnapl sites: Illustrated handbook of lnapl transport and fate in the subsurface. J Environ Manag 204, 748–756.
[2] Newell, J., 1995.Light nonaqueous phase liquids, ground water issue EPA/540/S- 95/50.
[3] Truskewycz, A., Gundry, T.D., Khudur, L.S., Kolobaric, A., Taha, M., Aburto- Medina, A., Ball, A.S., Shahsavari, E., 2019. Petroleum hydrocarbon contamination in terrestrial ecosystems—fate and microbial responses. Molecules 24, 3400.
[4] Colombano, S., Davarzani, H., van Hullebusch, E.D., Ignatiadis, I., Huguenot, D., Omirbekov, S., Guyonnet, D., 2020. Free product recovery of non-aqueous phase liquids in contaminated sites: theory and case studies. Environ Soil Remediat Rehabil: Exist Innov Solut 61–148.
[5] Boufadel, M.C., Ji, W., Jayalakshmamma, M.P., AbouKhalil, C., Abrams, S., Zhao, L., Wang, A., 2021. Nonaqueous phase Liq Remov Post Tech J Environ Eng 147, 03120011.
[6] Sakshi, Singh, S., Haritash, A., 2019. Polycyclic aromatic hydrocarbons: soil pollution and remediation. Int J Environ Sci Technol 16, 6489–6512.
[7] Hornof, V., Morrow, N., 1987. Gravity effects in the displacement of oil by surfactant solutions. SPE Reserv Eng 2, 627–633.
[8] Paterson, L., Hornof, V., Neale, G., 1984. Visualization of a surfactant flood of an oil-saturated porous medium. Soc Pet Eng J 24, 325–327.
[9] Yadali Jamaloei, B., Kharrat, R., 2010. Analysis of microscopic displacement mechanisms of dilute surfactant flooding in oil-wet and water-wet porous media. Transp Porous Media 81, 1–19.
[10] Atteia, O., Bertin, H., Fatin-Rouge, N., Fitzhenry, E., Martel, R., Portois, C., Robert, T., Vicard, A., 2023.Application of foams as a remediation and blocking agent, In: Advances in the Characterisation and Remediation of Sites Contaminated with Petroleum Hydrocarbons. Springer International Publishing Cham, 591-622.
[11] Hirasaki, G.J., 1989. The steam-foam process. J Pet Technol 41, 449–456.
[12] Kam, S., Rossen, W., 2002.A model for foam generation in homogeneous media, In: SPE Annual Technical Conference and Exhibition?, SPE.SPE-77698.
[13] Lee, S., Kam, S., 2013. Enhanced oil recovery by using co2 foams: fundamentals and field applications. Enhanced Oil Recovery Field Case Studies. Elsevier, pp. 23–61.
[14] Ashoori, E., Marchesin, D., Rossen, W., 2010.Roles of transient and local equilibrium foam behavior in porous media-traveling wave, In: ECMOR XII-12th European Conference on the Mathematics of Oil Recovery, European Association of Geoscientists & Engineers.cp–163.
[15] Friedmann, F., Smith, M., Guice, W., Gump, J., Nelson, D., 1994. Steam-foam mechanistic field trial in the midway-sunset field. SPE Reserv Eng 9, 297–304.
[16] Izadi, M., Kam, S., 2020. Investigating supercritical co 2 foam propagation distance: Conversion from strong foam to weak foam vs. gravity segregation. Transp Porous Media 131, 223–250.
[17] Fitzhenry, E., Martel, R., Robert, T., 2022. Foam injection for enhanced recovery of diesel fuel in soils: Sand column tests monitored by ct scan imagery. J Hazard Mater 434, 128777.