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.

امروزه نشت نفت به آبهای آزاد دنیا و ایجاد لکههای نفتی به علت مسایل و مشکلات زیست محیطی و اقتصادی به یک نگرانی جهانی تبدیل شده است. روش جذب نفت توسط جاذب یک روش فیزیکی میباشد که با توجه به انتخاب نوع جاذب میتواند بسیار مناسب و ارزان باشد . برای پیش بینی میزان جذب لکههای نفتی توسط جاذبها، تاکنون برخی مدلهای سینتیکی موجود نظیر ایزوترم جذب فرندلیچ و لانگمویر هم توسط برخی محققین مورد بررسی قرار گرفته است اما این مدلها فقط در مواقعی که جذب سطحی رخ میدهد قادر به تخمین میزان جذب بوده، و بیشتر در مباحث انتقال جرم در سطوح کاربرد داشته و از عمومیت چندانی جهت تخمین میزان جذب نفت بر حسب نوع جاذب، برخوردار نیستند. نادر مدلهای موجود در این زمینه اختصاص به مدلهای هوشمند دارد که عموما منحصر به یک یا تعداد محدودی جاذب خاص میباشند. همچنین تاکنون مدل ریاضی جامعی در زمینه حذف آلودگی های نفتی که در برگیرنده انواع جاذب باشد ارائه نشده است. بنابراین در تحقیق سعی شده تا مدل هوشمندی ارائه شود که تا حد قابل توجهی محدودیتهای مدلهای قبلی را نداشته باشد. این مدل هوشمند مدل خودباوری بیژین نام دارد. مدل فوق، قادر به تخمین میزان جذب نفت بر اساس انتخاب خواص نفت و خواص جاذب میباشد. همچنین مدل فوق قادر به پیشنهاد جاذب و میزان کارآیی آن به اپراتور میباشد. در مدل ارائه شده ظرافت جاذب، دانسیته نفت، ویسکوزیته نفت، میزان آلودگی نفتی و نوع جاذب، متغیرهای والد و میزان نفت جذب شده متغیر مولد میباشد. به منظور آموزش و آزمون مدل بیژینی، مجموعهای از دادههای مربوط به جذب نفت از مقالات مختلف جمعآوری شد. این مجموعه شامل 813 سری داده برای هشت جاذب مشخص میباشد. ارتباط بین متغیرهای مدل بیژینی با استفاده از روش شناسی سطح پاسخ نیز مورد بازبینی قرار گرفت که بعد از تایید ارتباط بین متغیرها، یک تابع چندجملهای بین متغیرها با استفاده از روش فوق حاصل گردید. ضرایب چند جملهای تابع فوق با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک مورد بهینه سازی قرار گرفت. از تابع بدست آمده، از روش شناسی سطح پاسخ الگوریتم ژنتیک به عنوان یک ابزار تولید دادههای آزمایشگاهی به جای انجام آزمایش، برای برخی جاذبها استفاده - شد. به کمک این ابزار مدل بیژینی بهبود یافته ارائه گردید که در آن از متغیرهای والد کاسته شد. مجموعهای از دادههای جذب نفت )حدود 91 % کل دادهها( برای برخی از جاذبها که اطلاعات کمی از آنها در دسترس است، ساخته شد. از ویژگی مدل بهبود یافته بیژینی این بود که با افزودن این مجموعه دادههای تولید شده جدید به دادههای قبلی جهت آموزش شبکه، نه تنها از دقت مدل برای تخمین میزان جذب نفت برای دادههای قبلی کاسته نشد، بلکه مدل، قادر به تخمین میزان جذب نفت، برای جاذبهای جدید ) که اطلاعات کمی از آنها در دسترس است( نیز میباشد. خطای مدل بیژینی بهبود یافته برای جذب لکههای نفتی سبک، 9% میباشد. / متوسط و سنگین

در این پژوهش حذف موثر مس از محلول آبی با استفاده از هیدروژل های زانتان گام (xg)، زانتان گام-پیوند-2-اکریل آمیدو-2-متیل-1-پروپان سولفونیک اسید (xg-g-amps)، زانتان گام-پیوند-2-اکریل آمیدو-2-متیل-1-پروپان سولفونیک اسید/مونت موری لونیت (xg-g-amps/mmt) و زانتان گام/مونت موری لونیت (xg/mmt) گزارش شد. هیدروژل xg-g-amps/mmt توسط پلیمریزاسیون پیوندی 2-اکریل آمیدو-2-متیل-1-پروپان سولفونیک اسید (amps) روی زانتان گام (xg) و مونت موری لونیت (mmt) با استفاده از پتاسیم پرسولفات (kps) بعنوان آغازگر رادیکال آزاد در حضور عامل شبکه کننده متیلن بیس اکریل آمید (mba) سنتز شد. برای تهیه هیدروژل xg، amps و mmt ، برای تهیه هیدروژل xg-g-amps، mmt و برای تهیه هیدروژل xg/mmt، amps از ساختار ژل حذف شد. ساختار و مورفولوژی هیدروژل های xg-g-amps و xg-g-amps/mmt با استفاده از طیف سنج تبدیل فوریه مادون قرمز (ftir) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) شناسایی شد. هیدروژل ها شامل یک ساختار اتصال عرضی متخلخل از mmt یا amps و پلی-ساکارید xg با زنجیره¬های جانبی هستند که کربوکسیلات و سولفونات و هیدروکسیل را حمل می کنند. اثر ph اولیه محلول cu2+، اختلاط، دوز جاذب، زمان تماس، غلظت اولیه cu2+ و دما روی فرآیند جذب مورد بررسی قرار گرفت. حداکثر جذب در ph=5/3 ، غلظت اولیه cu2+ mg/l 321/8/، دمای ℃45، زمان تماس 5 ساعت با g/50ml0/2 از هیدروژل¬های xg-g-amps و xg-g-amps/mmt مشاهده شد. داده همدمای جذب با استفاده از پنج مدل همدما لانگ مویر، فروندلیچ، تمکین، دوبینین-رادوشکویچ و ردلیچ پترسون برازش شد و مشخص شد که فرآیند جذب از مدل همدمای لانگ مویر با حداکثر بازدهی جذب 36/77 و mg/g27/55 به ترتیب برای هیدروژل های xg-g-amps و xg-g-amps/mmt پیروی کرد. به منظور مطالعه مکانیسم جذب، مدل های مختلف سینتیک جذب مانند شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، مرتبه دوم، الوویچ، فیلم نفوذ مایع و نفوذ داخل ذره مورد مطالعه قرار گرفت و داده¬های سینتیک جذب به خوبی با مدل سرعت شبه مرتبه دوم برازش شد. بعلاوه مقادیر منفی انرژی آزاد گیبس (δg˚) kj/mol 3408/54- برای xg-g-amps و kj/mol3948/77- برای xg-g-amps/mmt در k15/298 نشان داد که فرآیند جذب خودبخودی، مطلوب و گرماگیر است. در پایان نیز رفتار تورمی هیدروژل¬ها مورد بررسی قرار گرفت و به ترتیب زیر متورم شدند: xg/mmt >xg >xg-g-amps/mmt >xg-g-amps

کنترل تولید آب ناخواسته موضوعی کلیدی در مخازن هیدروکربنی است. یکی از روش هایی که امروزه در اکثر مراکز تحقیقاتی و صنعتی دنیا به عنوان راهکار مناسب و موثر در این زمینه مطرح شده، استفاده از ژل پلیمرها است. بااین وجود تجربه های ناموفق زیادی در کاربرد ژل پلیمرها به دلیل عدم تطابق نتایج آزمایشگاهی و شبیه سازی ها با شرایط چاه در آزمون های میدانی وجود داشته است. در این مطالعه، با استفاده از ژل پلی آکریل آمید آبکافت شده/استات کروم سه ظرفیتی، روش آزمایشگاهی جدید شامل یک سامانه سیلابزنی دو بعدی جدید همراه با یک دستورالعمل نو برای تزریق همزمان آب و نفت توسعه یافته است. این روش جدید شانس موفقیت عملیات انسداد آب را با نزدیک کردن شرایط آزمایشگاهی به شرایط مخازن بیشتر می کند.