تأثیر شرایط مخزن بر کارایی ژلهای پلیمری در کاهش تولید آب

امروزه به طور گسترده ای از ژلهای پلیمری به منظور مقابله با مشکل تولید آب استفاده می شود. در این پژوهش تأثیر پارامترهای مختلف بر روی خواص ژل پلی اکریل آمید سولفونه/استات کروم (iii) با استفاده از سه روش آزمایش بطری، رئولوژی و سیلابزنی مورد ارزیابی قرار گرفت. با استفاده از آزمایش های بطری نمودار فازی ژلهای تهیه شده در غلظتهای مختلف پلیمر و نسبت های گوناگون عامل شبکه ای کننده به پلیمر تهیه شد. نتایج نشان داد که برای تهیه ژل مستحکم نیاز به حداقل پلیمر (ppm5500) است. با استفاده از نتایج آزمایش بطری و نتایج حاصل از آزمایش ویسکومتری ژلهای تهیه شده، رابطه ای تجربی برای تعیین ویسکوزیته ژل با توجه به غلظت پلیمر و نسبت عامل شبکه ای کننده به پلیمر ارائه شد. در غلظتهای پایین پلیمر (پایین تر از ppm7500) افزایش نسبت عامل شبکه ای کننده به پلیمر تأثیر چندانی بر روی مدول الاستیک نمی گذارد. با توجه به نتایج آزمایش بطری و رئومتری ژل بهینه با غلظت ppm9500 از پلیمر و نسبت 1:5 از عامل شبکه ای کننده به پلیمر تعیین شد. در ادامه تأثیر پارامترهای مختلف بر روی زمان ژل شدن و تورم ژل تهیه شده بررسی شد. حضور نمک های تک و دو ظرفیتی باعث کاهش استحکام و زمان ژل شدن می شود که در این میان تأثیر یونهای دو ظرفیتی بیشتر از نمک های تک ظرفیتی است. نتایج نشان داد که با افزایش دما زمان ژل شدن به سرعت افزایش می یابد و انرژی فعالیت ژل بهینه kj/mol86 بدست آمد. با استفاده از روش طراحی آزمایش فاکتوریل پاره ای غلظت تأخیر انداز و پلیمر و اثر متقابل بین آنها مهمترین پارامترها بر روی زمان ژل شدن بدست آمدند. رابطه ای تجربی بر اساس روش فاکتوریل پاره ای و پارامترهای مختلف برای تعیین زمان ژل شدن ارائه شد. نتایج حاصل از روش طراحی آزمایش ترکیب مرکزی نشان داد که اثر متقابل بین نمک تک ظرفیتی nacl و ph تأثیر بسیار زیادی بر روی زمان ژل شدن می گذارد و در ادامه رابطه ای تجربی بین شوری و ph برای تعیین زمان ژل شدن ارائه شد. نتایج آزمایشهای تورمی نشان داد که در محیط الکترولیتی (آب سازند) تورم ژل 80% کاهش یافت. نتایج حاصل از روش طراحی آزمایش ترکیب مرکزی نشان داد که اثر متقابل بین نمک cacl2 و ph تأثیر کمی بر روی تورم ژل می گذارد. ژل بهینه به دو صورت تزریق ژلانت و ریز ذرات از پیش تشکیل شده در محیط متخلخل آزمایش شد. نتایج حاصل از آزمایش سیلابزنی نشان داد که با افزایش دبی آب تزریقی کارایی ژل کاهش می یابد در حالی که با افزایش دبی نفت مقدار تراوایی نسبی سنگ نسبت به نفت با گذشت زمان افزایش می یابد. حضور آب سازند کارایی تزریق ژلانت و ذرات از پیش تشکیل شده را به ترتیب 49% و 5/38% کاهش می دهد. نتایج حاصل از آزمایش های سیلابزنی نشان داد که تورم و آبزدایی ژل در مقابل آب و نفت یکی از دلایل اصلی پدیده کاهش نامتجانس تراوایی است. نتایج نشان داد که با کاهش اندازه ذرات تزریق با اعمال فشار کمتری انجام می شود.