Đang tải... (xem toàn văn)
Nhu cầu năng lượng của thế giới ngày càng tăng mà nhiên liệu hóa thạch ngày nay cung cấp hơn 85% năng lượng của thế giới. Hiện nay, đối với thế giới, chúng ta đang khai thác khoảng 87 triệu thùng dầu mỗi ngày 32 tỷ thùng mỗi năm trên thế giới. Tỷ lệ dự trữ và khai thác trong các mỏ cát kết dự đoán còn khoảng 20 năm nữa. Trong các mỏ carbonate thời gian khai thác có thể là 80 năm (Montaron, 2008). Đối với Việt Nam, nhiều mỏ dầu đang rơi vào tình trạng sụt giảm sản lượng nghiêm trọng hay ngập nước hoàn toàn. Với nhu cầu tiêu thụ năng lượng toàn cầu nói chung và Việt Nam nói riêng được dự đoán sẽ tăng lên nhanh chóng trong vòng 20 năm tới, cần một giải pháp thực tế hơn để đáp ứng nhu cầu này nằm trong việc duy trì khai thác từ các mỏ hiện nay cho một số lý do:•Ngành công nghiệp không thể đảm bảo những phát hiện mỏ mới, những mỏ có trữ lượng lớn đến rất lớn khó tìm được.•Những phát hiện mới có nhiều khả năng nằm ở ngoài khơi, vùng sâu, xa bờ, hoặc khu vực khai thác khó khăn.•Việc khai thác các nguồn không thuận lợi sẽ đắt hơn nhiều so với khai thác từ các mỏ hiện có bằng phương pháp tăng cường thu hồi dầu (EOR).Vì vậy rất cần thiết phải nghiên cứu các phương pháp thu hồi dầu khác nhau để tận thu dầu còn trong mỏ nâng cao sản lượng dầu khai thác được.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BỘ MÔN ĐỊA CHẤT DẦU KHÍ BƠM ÉP CHẤT HOẠT TÍNH BỀ MẶT GVHD: Nguyễn Xuân Huy Thành viên nhóm Nguyễn Thị Huyền Trang Đoàn Anh Thư Nguyễn Hoàng Anh Tuấn Tạ Thị Phương Thảo NỘI DUNG Tổng quan nghiên cứu thu hồi dầu tăng cường thu hồi dầu chất hoạt tính bề mặt Tổng quan lý thuyết bơm ép chất hoạt tính bề mặt Áp dụng thử nghiệm bơm ép chất hoạt tính bề mặt vỉa cát kết tầng Oligocen mỏ Bạch Hổ Tổng quan Cơ chế thu hồi 24/09/2016 Nguồn : Adapted from the Oil & Gas Journal, Apr 23, 1990 Lƣợng dầu thu hồi tăng lên Nguồn:Ph.D Do Hoon Kim Mục tiêu EOR loại hydrocarbon khác From:S.Thomas,2008 24/09/2016 Những phương pháp thu hồi dầu tăng cường hóa học Chất hoạt tính bề mặt: Thay đổi sức căng bề mặt tính dính ướt đá Polymer: Tăng độ nhớt nước Kiềm: Tăng độ pH tạo xà phòng Chất đồng dung môi: Thỉnh thoảng cần thêm vào chất hoạt tính bề mặt để chống lại độ nhớt pha Có thể kết hợp phương pháp với tùy điều kiện vỉa hệ số thu hồi dầu cao 24/09/2016 Tổng thị trường thu hồi dầu bơm ép chất hóa học Mỹ Châu Âu alkalinesurfactantpolymer 16% 2012 polymers 48% surfactantpolymer 18% alkaline chemicals 1% surfactants 17% Nguồn: Frost Sullivan analysis THỰC NGHIỆM a) Tiêu chí lựa chọn surfactant cho tăng cường thu hồi dầu 90𝑜 ℃ Giữ nguyên thay đổi đặc tính làm giảm sức căng bề mặt điều kiện vỉa 140 ℃ khoảng thời gian định Có khả hóa nhũ dầu điều kiện vỉa Ít bị hấp phụ vào đất đá điều kiện vỉa Các surfactant cần có nồng độ tới hạn tạo micelle (CMC - critical micelle concentration) thấp Phải có số cân dầu nước (HLB - hydrophile lipophile balance) ≥ b) Nguyên liệu phương pháp nghiên cứu Xác định tỷ lệ tối ưu theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm Polyoxyethylene sorbitan monooleate (Tween 80) Sodium dodecylbenzene sulfonate (SDBS) Nội Dung Thử Nghiệm Phương Pháp Xác Định Nồng độ tới hạn tạo micelle Độ hấp phụ surfactant bề mặt đá vỉa Dựa định luật Lambert-Beer, xác định máy quang phổ UV Sức căng bề mặt surfactant Tính dính ướt bề mặt đá TN kiểm tra trạng thái pha KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN surfactant, Nồng độ Ca2+ Mg2+ có ảnh hưởng lớn Các thí nghiệm tiến hành để xác định độ đục surfactant nước biển 1.500ppm Ca2+ Mg2+ 140 ℃ (nhiệt độ vỉa tầng Oligocen) ℃ ℃ nhiều thấp sức căng bề mặt nước biển sau 50 ngày thử nhiệt 𝒚 = 𝒃𝟎 + 𝒃𝟏 𝒙𝟏 + 𝒃𝟐 𝒙𝟐 + 𝒃𝟑 𝒙𝟑 + 𝒃𝟏𝟏 𝒙𝟐𝟏 + 𝒃𝟐𝟐 𝒙𝟐𝟐 + 𝒃𝟑𝟑 𝒙𝟐𝟑 + 𝒃𝟏𝟐 𝒙𝟏 𝒙𝟐 + 𝒃𝟏𝟑 𝒙𝟏 𝒙𝟑 + 𝒃𝟐𝟑 𝒙𝟐 𝒙𝟑 Trong đó: X1; X2; X3 nồng độ AOS; Tween 80; SDBS Y: hàm sức căng bề mặt Tổ hợp tối ưu có giá trị sức căng bề mặt nhỏ σ = 0,679mN/m, có thành phần (AOS:Tween 80:SDBS) = (1498,2:250,9:253,5) = (6:1:1) thể cực trị tổ hợp tối ưu Tài liệu tham khảo Modern Chemical Enhanced Oil Recovery_Theory and Practice_James J Sheng Enhanced oil recovery_Larry W Lake Tạp chí dầu khí số 5/2014 THANKS FOR YOUR ATTENTION !!! [...]... Trimethylalkylammonium chloride • - Chlorides or bromides of benzealkonium + N BrCetylpyridinium bromide Chất hoạt tính bề mặt lƣỡng tính (zwitterionic surfactant): o Những chất hoạt tính bề mặt lưỡng tính bao gồm 2 nhóm hoạt động Loại chất hoạt tính bề mặt lưỡng tính là trung tính - ion dương, ion âm - ion dương, trung tính - ion âm Phần điện tích dương: Dựa trên điện tích dương của amine bậc một, hai, ba hay...Lý thuyết Chất hoạt tính bề mặt là gì ??? Chất hoạt tính bề mặt (surfactant) là những hợp chất làm giảm sức căng bề mặt (hoặc sức căng giữa ranh giới hai lớp của hai chất lỏng không hòa tan trong nhau hoặc giữa một chất lỏng và một chất rắn) Một chất hoạt tính bề mặt được xem là một “amphiphilic”! Hydrophobic Hydrophilic o Những phân... hay bề mặt lớp và định hướng nhóm phân cực nằm trong nước, nhóm không phân cực nằm bên ngoài Phân loại các chất hoạt tính bề mặt • Những chất hoạt tính bề mặt có thể được phân loại theo những ion tự nhiên của đầu ưa nước : NONIONIC ANIONIC CATIONIC ZWITTERIONIC Chất hoạt tính bề mặt ion âm (anionic surfactant): ođược sử dụng bơm ép trong vỉa cát kết vì chúng hấp phụ tương đối thấp trên đá cát kết (bề. .. O S - + O Na O Chất hoạt tính bề mặt trung tính (nonionic surfactant): o Những nonionic surfactant được sử dụng cơ bản giống như chất đồng hoạt tính bề mặt (cosurfactant) để cải thiện ứng xử pha của hệ o Chúng có thể chứa những nhóm không mang điện tích tại đầu ưa nước như : • Alcohol • Phenol • Ether • Ester • Amide O O O O Polyoxyethylene(4) lauryl ether (Brij 30) OH Chất hoạt tính bề mặt ion dƣơng... Nguồn: J.T.Davies Cân bằng kị nƣớc ƣa nƣớc (Hydrophile-Lipophile Balance) Surfacant làm việc nhƣ thế nào??? Giảm sức căng bề mặt giữa các lớp chất lỏng Thay đổi tính dính ướt của đá Surfactant làm việc nhƣ thế nào??? Giảm sức căng bề mặt Surfactant làm việc nhƣ thế nào??? Thay đổi tính dính ướt của đá Nồng độ micelle tới hạn và nhiệt độ Kraff Nồng độ micelle tới hạn và sự hình thành micelle Đầu ƣa nƣớc... mang điện tích tại đầu ưa nước như : • Alcohol • Phenol • Ether • Ester • Amide O O O O Polyoxyethylene(4) lauryl ether (Brij 30) OH Chất hoạt tính bề mặt ion dƣơng (cationic surfactant): o Những chất hoạt tính bề mặt ion dương có thể hấp phụ mạnh trên đá cát kết; vì vậy chúng được dùng trong vỉa carbonate o Chứa đựng những nhóm mang điện tích dương tại đầu ưa nước của chúng thường là gốc amine bậc một,... micelles 4 14 Osmotic pressure 12 0 Surfactant concentration 1 Nhiệt độ Kraff ( nhiệt độ Micelle tới hạn) -là nhiệt độ nhỏ nhất những chất hoạt tính bề mặt hình thành micelle Dưới nhiệt độ Krafft, micelle không thể hình thành CÁC VẤN ĐỀ CẦN QUAN TÂM KHI BƠM ÉP SURFACTANT Hệ số quét, hệ số đẩy ( cơ chế đẩy dầu) Ảnh hưởng của độ mặn Chỉ số mao dẫn Độ linh động Chỉ số bẫy Kiểm tra trạng thái pha... đặc tính hòa tan 14 unimers Concentration 12 10 14 10 8 8 CMC 6 4 2 2 0 0 0 1/R Surfactant concentration 1 Molar conductivity 12 14 10 8 8 CMC 4 2 2 0 0 (Surfactant concentration)1/2 1 Surfactant concentration 1 Light scattering CMC 6 4 0 0 Isc 12 10 6 CMC 6 micelles 4 14 Osmotic pressure 12 0 Surfactant concentration 1 Nhiệt độ Kraff ( nhiệt độ Micelle tới hạn) -là nhiệt độ nhỏ nhất những chất hoạt. .. tầng chứa cao, surfactant có HLB cao nên được lựa chọn Cân bằng kị nƣớc ƣa nƣớc (Hydrophile-Lipophile Balance) HLB được xác định dựa vào việc tính toán giữa các vùng ưa nước và kị nước trên phân tử surfactant Năm 1954, Phương trình Griffin được đưa ra để tính toán HLB cho nonionic surfactant Trong đó : 𝑀𝑊ℎ : Là khối lượng phân tử của phần ưa nước của phân tử 𝑀𝑊: Là khối lượng phân tử của toàn bộ