Microsoft Word 121 Nguyen Thi Thu Ha doc Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN 978 604 82 2981 8 490 NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁC CHẤT ĐỒNG HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT VÀ ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG THU HỒI DẦU[.]
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁC CHẤT ĐỒNG HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT VÀ ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG THU HỒI DẦU Nguyễn Thị Thu Hà Trường Đại học Thủy lợi, email: nguyenthithuha@tlu.edu.vn 2.2 Thực nghiệm GIỚI THIỆU CHUNG Trong cơng nghiệp khai thác dầu khí, chất hoạt động bề mặt (HĐBM) sử dụng rộng rãi thu hồi dầu Các dự án thử nghiệm sử dụng chất HĐBM để tăng thu hồi dầu nhiều mỏ giới cho kết khả quan Cơ sở khoa học phương pháp làm giảm sức căng bề mặt hai pha dầu - nước Ở Việt Nam, có số nghiên cứu thử nghiệm sử dụng chất HĐBM cho tăng cường thu hồi dầu [1] Để tăng tính thu hồi dầu, người ta sử dụng chất HĐBM dạng phức hợp có bổ sung thêm chất đồng HĐBM (cosurfactant) Ngoài việc hỗ trợ giảm sức căng bề mặt hệ chất làm tăng khả chịu muối, đồng thời làm giảm khả bị hấp phụ chất hoạt động bề mặt [2,3] Tuy nhiên, việc sử dụng dạng phức hợp chất đồng HĐBM thu hồi dầu chưa quan tâm Trong báo này, nghiên cứu sử dụng số chất đồng hoạt động bề mặt đánh giá tính thu hồi dầu hệ chất PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Hóa chất Chất HĐBM: Sodium lauryl ether sulphate (SLES); Alpha olephin sulphonate (AOS); Nonyphenol ethoxylate (NP9); Cocamidopropyl sulphobetain (CAS); Chất đồng HĐBM: Isopropanol (IPA); nbutanol (BtOH); Butyl cellosol (Ce); Các chất khác: Nước biển tổng hợp (NB); Dầu thơ mỏ Rồng (VietsovPetro) Thí nghiệm tiến hành với dung dịch chất HĐBM 0,5% nước biển tổng hợp (tổng Ca, Mg: 800ppm, tổng nồng độ khoáng 3,5%), chất cosurfactant sử dụng với nồng độ 0,1% (bằng 20% so với chất HĐBM) Mẫu đối chứng (ĐC): Nước biển + Chất HĐBM Mẫu nghiên cứu: Nước biển + Chất HĐBM + chất đồng HĐBM Cho mẫu vào dầu thô, khuấy máy khuấy từ Để ổn định giờ, quan sát chuyển pha mẫu Chiết lấy phần dịch lọc đo sức căng bề mặt dung dịch máy Radian 300 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Các chất đồng hoạt động bề mặt chất có tác dụng tương hỗ việc làm giảm sức căng bề mặt liên diện hai pha lỏng - lỏng Các chất tan nước tan dầu tùy thuộc vào chất,chúng thường sử dụng với lượng nhỏ so với chất hoạt động bề mặt Về chất, cosurfactant thường hay sử dụng rượu mạch ngắn C3- C8 có cấu trúc mạch thẳng hay mạch nhánh dẫn xuất glycol, ancol ethylenoxit amin oxit Thí nghiệm sử dụng ba chất đồng hoạt động bề mặt: IPA, BtOH Ce phối hợp với chất hoạt động bề mặt: SLES, AOS, NP9, CAS Kết chuyển pha dung dịch nghiên cứu trình bày Hình từ đến 490 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 Hình cho thấy, kết hợp cosurfactant với AOS làm tăng trình chuyển pha dầu vào nước Tuy nhiên tác dụng IPA so với BtOH Ce, thể thay đổi màu pha nước, mẫu chứa BtOH Ce có pha nước chuyển sang màu vàng so với đối chứng Điều chứng tỏ hai cosurfactant có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt làm cho trình chuyển dầu vào nước mạnh Trong trường hợp CAS (Hình 3), trình chuyển pha dầu vào nước xảy rõ rệt Quan sát lớp nhũ tương bề mặt phân cách hai pha cho thấy: trình chuyển pha dầu vào nước xảy rõ rệt với mẫu CAS + BtOH (dung dịch nước chuyển màu vàng đậm so với Ce) Đối với mẫu CAS + IPA, chiều dày lớp dầu lớn so với trường hợp khác CAS + BtOH; CAS + Ce; CAS + IPA; CAS AOS + BtOH; AOS + Ce; AOS + IPA; AOS (Thứ tự từ trái sang phải) (Thứ tự từ trái sang phải) Hình Sự chuyển pha dầu nước hệ CAS-dầu thơ Hình Sự chuyển pha dầu nước hệ AOS- dầu thô SLES + BtOH; SLES + Ce; SLES + IPA; SLES NP9 + BtOH; NP9 + Ce; NP9 + IPA; NP9 (Thứ tự từ trái sang phải) (Thứ tự từ trái sang phải) Hình Sự chuyển pha dầu nước hệ NP9-dầu thô Kết thử nghiệm Hình cho thấy trình chuyển pha dầu vào nước xảy mẫu nghiên cứu, toàn hệ chia thành ba pha, pha hệ nhũ tương, khác biệt mẫu có mặt BtOH Mặc dù lượng BtOH đưa vào 20 % so với chất HĐBM nằm toàn hệ, phần nước phần dầu chuyển vào làm cho thể tích pha tăng lên Có thể nhận thấy dầu thô chuyển vào phần dung dịch nước vào phần nhũ tương nên lớp dầu quan sát có chiều dày thấp hẳn so với mẫu lại Sự chuyển pha chứng tỏ sức căng bề mặt liên diện pha thấp, phần dầu chuyển vào pha nước tạo thành hệ nhũ bền Hình Sự chuyển pha dầu nước hệ SLES-dầu thơ Kết Hình cho thấy: mẫu SLES + IPA khơng có tác dụng làm giảm SCBM, thể màu sắc phần dung dịch nước nhạt so với mẫu đối chứng Các mẫu SLES + BtOH SLES + Ce có tác dụng giảm sức căng bề mặt hệ so với mẫu đối chứng nên phần dung dịch nước có màu vàng đậm Trong tất mẫu nghiên cứu, nhận thấy tổ hợp chất HĐBM + BtOH ln cho màu đậm nhất, sau đến tổ hợp chất HĐBM + Ce Tổ hợp chất HĐBM + IPA cho màu nhạt nhất, chứng tỏ chuyển pha dầu nước Kết đo SCBM dung dịch nghiên cứu trình bày Bảng 491 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 Bảng Sức căng bề mặt dung dịch nghiên cứu AOS+ IPA AOS+ BtOH AOS+ Ce 16,67 16,54 15,12 15,35 18,06 - 0,78 9,30 7,92 NP9+Ce CAS CAS +IPA CAS +BtOH CAS +Ce Mẫu SLES SLES +IPA SLES +BtOH SCBM (mN/m) 18,72 19,12 16,73 15,34 Độ giảm SCBM (%) - -2,14 10,63 Mẫu NP9 NP9+IPA NP9+BtOH SLES +Ce AOS SCBM (mN/m) 17,83 17,73 15,23 15,31 17,45 15,87 15.31 15,20 Độ giảm SCBM (%) - 0,56 14,58 14,13 - 9,05 12,26 12,89 Kết Bảng 1cho thấy, với hệ SLES + cosurfactant: IPA làm tăng SCBM hệ dung dịch (sức căng bề mặt dung dịch có mặt IPA 19,12 mN/m, dung dịch đối chứng 18,72 mN/m), điều có tương tác nghịch chất SLES, IPA muối khống dung dịch Trong hai cosurfactant cịn lại BtOH Ce có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt Tác dụng cộng hưởng BtOH yếu so với Ce (sức căng bề mặt giảm tương ứng 10,63% 18,06 % so với mẫu đối chứng) Đối với hệ AOS + cosurfactant: ảnh hưởng cosurfactan diễn theo chiều giảm sức căng bề mặt tất hệ, nhiên ảnh hưởng khơng đáng kể Có thể thấy BtOH có tác dụng giảm sức căng bề mặt hệ tốt hai chất lại (giảm 9,3% so với mẫu đối chứng) Đối với hệ NP9 + cosurfactant: BtOH Ce có tác dụng giảm sức căng bề mặt nhiều (SCBM giảm tương ứng 14,58% 14,13%) so với mẫu đối chứng Với IPA 0,56%, chứng tỏ tác động IPA không đáng kể so với đối chứng Đối với hệ CAS + cosurfactant: ba chất có tác dụng cộng hưởng làm giảm sức căng bề mặt hệ so với đối chứng: giảm SCBM IPA, BtOH Ce tương ứng 9,05%, 12,26% 12,89% Như vậy, mẫu nghiên cứu tổ hợp SLES + Ce NP9 + BtOH có tác động làm giảm SCBM lớn (tương ứng 18,06% 14,58%) KẾT LUẬN Tác dụng cộng hưởng sử dụng kết hợp cosurfactant với chất hoạt động bề mặt thể qua mức độ chuyển pha dầu nước BtOH Ce tốt Các chất cosurfactant BtOH Ce có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt hệ chất HĐBM nghiên cứu Tổ hợp SLES + Ce NP9 + BtOH làm giảm SCBM lớn nhất, tương ứng 18,06% 14,58% Từ kết cho rằng, hệ tổ hợp chất đồng hoạt động bề mặt SLES + Ce NP9 + BtOH có tiềm ứng dụng ngành dầu khí TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Văn Đoàn, Trịnh Thanh Sơn, nnk, (2010) Báo cáo HĐ “Hồn thiện cơng nghệ nâng cao hệ số thu hồi dầu cho vỉa Lục nguyên phương pháp hóa lý tổng hợp” [2] Nguyễn Phương Tùng (2007) Báo cáo HĐ “Nghiên cứu thí nghiệm lựa chọn hỗn hợp chất hoạt tính bề mặt phương pháp bơm ép chúng vào vỉa nhằm nâng cao hệ số đẩy dầu cho thân dầu móng Đơng Nam rồng” [3] Acosta,E, et.al (2002) The role of hydrophylic linkers J Surfactants and Detergents 492 ... Tác dụng cộng hưởng sử dụng kết hợp cosurfactant với chất hoạt động bề mặt thể qua mức độ chuyển pha dầu nước BtOH Ce tốt Các chất cosurfactant BtOH Ce có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt hệ chất. .. số thu hồi dầu cho vỉa Lục nguyên phương pháp hóa lý tổng hợp” [2] Nguyễn Phương Tùng (2007) Báo cáo HĐ ? ?Nghiên cứu thí nghiệm lựa chọn hỗn hợp chất hoạt tính bề mặt phương pháp bơm ép chúng vào... HĐBM nghiên cứu Tổ hợp SLES + Ce NP9 + BtOH làm giảm SCBM lớn nhất, tương ứng 18,06% 14,58% Từ kết cho rằng, hệ tổ hợp chất đồng hoạt động bề mặt SLES + Ce NP9 + BtOH có tiềm ứng dụng ngành dầu