Please use this identifier to cite or link to this item: http://www.repositorio.uem.mz/handle258/339
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorSem Nome-
dc.contributor.authorBila, Alberto Luis-
dc.date.accessioned2021-09-01T07:52:51Z-
dc.date.available2021-09-01T07:52:51Z-
dc.date.issued2020-12-12-
dc.identifier.urihttp://www.repositorio.uem.mz/handle/258/339-
dc.description.abstractEnhanced oil recovery (EOR) using nanoparticles (NPs) has been proposed as a solution in the petroleum industry to overcome declining production rates. Research has shown that commercially available hydrophilic silica NPs, manufactured by Evonik Industries, as additives to water flood can increase oil production from oil reservoirs. However, recent advances show that surface modification can further improve the microscopic sweep efficiency of NPs due to improved solubility and stability, greater stabilisation of emulsions, and low retention on porous medium compared with bare nanoparticles. The hypothesis above was the initiation of the present project. Evonik Industries developed twenty-three different types of silica nanoparticles with surface functionalities for oil recovery applications. The NPs were supplied to us as special research and development products under the name AERODISP®, or more precisely AEROSIL® particles in liquid solution. Twenty-three unique glass micromodel injection configurations were conducted as a preliminary NPs screening step in the secondary recovery mode. The NPs with the greatest EOR potential were further evaluated using water-wet and neutral-wet Berea sandstone rocks, totalling sixty-seven successful core flooding configurations. Finally, the most promising samples were tested at a minimal reservoir temperature of 60 °C in tertiary recovery mode. Experimental nanofluids stability, interfacial tension and wettability tests, as well as the analyses of the differential pressure throughout the core, were performed to gain insight into the mechanisms by which nanofluids increased oil recovery. The nanofluids were prepared at 0.1 wt% concentration in seawater. Crude oil was obtained from a North Sea field. The overall screening process identified four types of silica NPs with the greatest oil production potential. Interestingly, all NPs were coated or modified with polymer molecules, resulting in polymer-coated nanoparticles. The NPs were stable at room temperature (22 °C) for over four months in seawater, but they failed to hold long-term stability at the assumed reservoir temperature (60 °C). They remained stable for up to four days storage-time at reservoir temperature. Never theless, flooding experiments demonstrated that the NPs can mobilise residual oil and increase oil recovery. In addition, the experiments revealed that the NPs were efficient in enhancing oil recovery from water-wet Berea sandstone, and the recovery was greatest at high temperature. The oil recovery factor greater than 5% of OOIP was only achieved at the expense of large pore volumes of injected nanofluids. An analysis of displacement mechanisms due to nanofluid injection suggested that oil recovery occurred through synergistic effect of reduced interfacial tension, increased structural disjoining pressure and wettability alteration, generation of insitu oil emulsion droplets and microscopic flow diversion due to clogging of the pores. At present, the contribution of these displacement parameters may not be fully isolated. However, the formation of NP-stabilised emulsion and log-jamming effect appeared to be the main influencing parameters for oil recovery from waterwet Berea sandstone rocks; While wettability alteration was the most relevant oil drive mechanism for any of the NPs in neutral-wet Berea sandstone. Future studies are recommended to focus on the characterisation of surface activity and reactivity of the surface/coating additive materials at reservoir conditions to predict their interactions with base fluids, the binding with NPs, and with the reservoir rock. This will further improve the understanding of how NPs contribute to the mobilising of residual oil.en_US
dc.language.isoengen_US
dc.publisherNorwegian University of Science and Technologyen_US
dc.subjectRecuperação de óleo aprimoradaen_US
dc.subjectNanopartículasen_US
dc.subjectPetróleoen_US
dc.subjectInundação de nanofluidoen_US
dc.subjectEnhanced oil recoveryen_US
dc.subjectNanoparticlesen_US
dc.subjectPetroleumen_US
dc.subjectNanofluid floodingen_US
dc.titleExperimental investigation of surface-functionalised silica nanoparticles for enhanced oil recoveryen_US
dc.typethesisen_US
dc.embargo.termsopenAcessen_US
dc.description.resumoA recuperação aprimorada de petróleo (EOR) usando nanopartículas (NPs) foi proposta como uma solução na indústria do petróleo para superar as taxas de produção em declínio. A pesquisa mostrou que NPs de sílica hidrofílica disponíveis comercialmente, fabricados pela Evonik Industries, como aditivos para inundações de água podem aumentar a produção de petróleo em reservatórios de petróleo. No entanto, avanços recentes mostram que a modificação da superfície pode melhorar ainda mais a eficiência de varredura microscópica de NPs devido à melhor solubilidade e estabilidade, maior estabilização de emulsões e baixa retenção em meio poroso em comparação com nanopartículas nuas. A hipótese acima foi o início do presente projeto. A Evonik Industries desenvolveu vinte e três tipos diferentes de nanopartículas de sílica com funcionalidades de superfície para aplicações de recuperação de óleo. Os NPs nos foram fornecidos como produtos especiais de pesquisa e desenvolvimento sob o nome AERODISP®, ou mais precisamente, partículas AEROSIL® em solução líquida. Vinte e três configurações exclusivas de injeção de micromodelo de vidro foram conduzidas como uma etapa preliminar de triagem de NPs no modo de recuperação secundária. As NPs com o maior potencial de EOR foram ainda avaliadas usando rochas de arenito Berea úmidas com água e neutras, totalizando sessenta e sete configurações de inundação de núcleo bem-sucedidas. Finalmente, as amostras mais promissoras foram testadas em uma temperatura mínima do reservatório de 60 ° C no modo de recuperação terciária. Os testes experimentais de estabilidade de nanofluidos, tensão interfacial e molhabilidade, bem como as análises da pressão diferencial em todo o núcleo, foram realizados para obter uma visão dos mecanismos pelos quais os nanofluidos aumentam a recuperação de óleo. Os nanofluidos foram preparados na concentração de 0,1% em peso em água do mar. O petróleo bruto foi obtido de um campo do Mar do Norte. O processo de seleção geral identificou quatro tipos de NPs de sílica com o maior potencial de produção de óleo. Curiosamente, todos os NPs foram revestidos ou modificados com moléculas de polímero, resultando em nanopartículas revestidas com polímero. As NPs permaneceram estáveis ​​à temperatura ambiente (22 ° C) por mais de quatro meses na água do mar, mas não conseguiram manter a estabilidade de longo prazo na temperatura assumida do reservatório (60 ° C). Eles permaneceram estáveis ​​por até quatro dias de armazenamento na temperatura do reservatório. No entanto, experimentos de inundação demonstraram que as NPs podem mobilizar óleo residual e aumentar a recuperação de óleo. Além disso, os experimentos revelaram que as NPs foram eficientes em aumentar a recuperação de óleo do arenito Berea úmido em água, e a recuperação foi maior em alta temperatura. O fator de recuperação de óleo maior que 5% do OOIP foi alcançado apenas às custas de grandes volumes de poros de nanofluidos injetados. Uma análise dos mecanismos de deslocamento devido à injeção de nanofluido sugeriu que a recuperação do óleo ocorreu por meio do efeito sinérgico de tensão interfacial reduzida, aumento da pressão de desconexão estrutural e alteração da molhabilidade, geração de gotículas de emulsão de óleo in situ e desvio de fluxo microscópico devido ao entupimento dos poros. No momento, a contribuição desses parâmetros de deslocamento pode não estar totalmente isolada. No entanto, a formação de emulsão estabilizada por NP e o efeito de entupimento parecem ser os principais parâmetros de influência para a recuperação de óleo de rochas de arenito de Berea úmidas; Enquanto a alteração da molhabilidade foi o mecanismo de acionamento de óleo mais relevante para qualquer um dos NPs em arenito Berea neutro. Estudos futuros são recomendados para se concentrar na caracterização da atividade de superfície e reatividade dos materiais aditivos de superfície / revestimento em condições de reservatório para prever suas interações com fluidos de base, a ligação com NPs e com a rocha reservatório. Isso irá melhorar ainda mais a compreensão de como as NPs contribuem para a mobilização de óleo residual. (TRADUÇÃO NOSSA)en_US
Appears in Collections:Teses de Doutoramento - BCE

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
2015 - Eduardo, Maria.pdf1.46 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.