Nanocellulose as an enhanced oil recovery agent for carbonate reservoirs
Nanoselülozun karbonat rezervuarlarında geliştirilmiş petrol kurtarım aracı olarak kullanımı
- Tez No: 833244
- Danışmanlar: PROF. DR. SERHAT AKIN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği, Petroleum and Natural Gas Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 219
Özet
Rezervuardaki petrolün yaklaşık üçte biri çoğunlukla üretilemiyor. Üretilemeden rezervuarda bırakılan bu petrolün kurtarımına katkı sağlamanın yanı sıra, geliştirilmiş petrol kurtarım yöntemleri son zamanlarda yeni petrol sahası keşiflerinin azalmasıyla daha da hayati bir önem kazanmıştır. Gaz enjeksiyonu, termal yöntemler ve kimyasal yöntemler (alkali enjeksiyonu, sürfaktant enjeksiyonu ve polimer enjeksiyonu) gibi çeşitli konvansiyonel geliştirilmiş petrol kurtarım metodları bulunmaktadır. Çevreyi korumaya yönelik kaygılar da dikkate alındığında, bu yöntemlere ek olarak daha çevre dostu ve yenilikçi yöntemler geliştirilmelidir. İlave petrol kurtarımına katkıda bulunan çeşitli çevreci ve biyopolimer cinsi malzemeler bulunmaktadır. Bu çalışmada, nanoselüloz karbonat rezervuarları için bu çevreci malzemelerden biri olarak sunulmuştur. Biyolojik olarak çevreye zarar vermeden bozunup çözünebildiği, sürdürülebilir olması, doğada bolca bulunması sebebiyle halihazırda kolay ulaşılabilir olması sebebiyle ekonomik olması ve nano boyutta oldukları için çok geniş bir gözenek sıkalasına sahip rezervuarlarda uygulanabilir olması nanoselülozu geliştirilmiş petrol kurtarımı metodu olarak iyi bir aday yapmaktadır. Nanokristal yapıdaki nanoselülozun karbonat kayaçlardan ilave petrol üretebilmek için kullanımı petrol endüstrisi için oldukça yeni bir konsept. Bu sebeple, bu çalışmada, vizkozite analizleri, çözünürlük testleri, ıslanımlılık testleri gibi malzeme karakterizasyonu adı altında gerçekleştirilen alt çalışmalar ile nanoselülozun özelliklerinin karbonat kayaçlar için uygunluğunun daha iyi anlaşılması ve geliştirilmiş petrol kurtarımı olarak kullanımındaki temel mekanizma araştırılmıştır. Çalışmalar neticesinde, nanoselüloz düşük tuzluluktaki sularda, özellikle 10,000 ppm NaCl konsentrasyonunda daha düşük tuzluluktaki sularda, daha iyi uyumluluk göstermiştir. Yapılan temas açısı çalışmasıyla da nanoselülozun ıslanımlılığa etkisi nicel olarak belirlenmek istemiştir. Temas açısı çalışmalarına göre, nanoselüloz ile kayaç ve petrol arasındaki temas açısı 135.1°'den 67.3°'ye düşmektedir. Ayrıca, tapalarda gerçekleştirilen çeşitli karot öteleme testleriyle de rezervuar koşulları temsil edilerek olası bir uygulamada nanoselülozun ilave petrol kurtarımına katkısı test edilmiştir. Bu akış testlerinde çeşitli nanoselüloz konsentrasyonlarının ve farklı API gravitesine sahip petrollerin, nanoselüloz ile petrol kurtarımına etkisini tespit etmek hedeflenmiştir. Akış testlerinden alınan başarılı sonuçlar nanoselülozun rezervuar kayaca zarar vermeden ilave petrol kurtarımına katkıda bulunduğunu ve %28.2' ye kadar ilave petrol kurtarımı sağlayabildiğini göstermektedir. Sonuç olarak bu çalışmanın genel amacı, nanoselülozun karbonat rezervuarlarında bir potansiyel geliştirilmiş petrol kurtarımı ajanı olarak etkinliğini çeşitli yönleriyle analiz etmektir.
Özet (Çeviri)
Almost one third of the oil cannot be recovered from the reservoir. Along with being a solution to recover that amount of oil, enhanced oil recovery (EOR) techniques have become vital in the life span of a mature field due to decrease in oil field explorations in the last decade. There are several conventional enhanced oil recovery (EOR) methods, such as gas injection, thermal methods, and chemical injection methods including alkaline, surfactant flooding, and polymer flooding. In addition to these conventional techniques, novel and more environmentally friendly EOR models should be developed due to environmental concerns. There are several green agents and biopolymers contributing to additional oil recovery. This study introduces nanocellulose as one of these green agents to develop an alternative EOR technique for carbonate reservoirs. Being a sustainable material due to its biodegradable nature, availability and cost-effectiveness (abundant in the nature), and their convenience for a wide range of pore sizes make nanocellulose a favorable candidate for EOR. The injection of nanocrystalline cellulose as an EOR method for carbonate reservoirs is a new concept for the oil industry. This study presents an in-depth analysis of nanocellulose as an enhanced oil recovery agent for carbonate reservoirs, focusing on its potential to improve oil recovery, with a particular emphasis on its successful mechanism of wettability alteration, elucidated through laboratory-scale studies. Thus, this research investigated nanocellulose through material characterization studies including viscosity tests, solubility tests, and wettability tests to interpret better its oil recovery mechanism and convenience for carbonate reservoirs. The findings indicated that nanocellulose exhibits greater compatibility with low-salinity water, particularly when the water has a salinity level below 10,000 ppm of NaCl concentration. Contact angle measurements were employed to quantify the alterations in wettability towards a more water-wet state. The results revealed significant wettability modifications induced by nanocellulose, decreasing contact angle between rock surface and oil droplet from 135.1° to 67.3°, leading to improved oil mobilization and displacement within the carbonate matrix. Besides, several core flooding experiments were performed with carbonate core plug samples to mimic its possible applications in the field. The main objective of coreflood tests was to assess the effectiveness and stability of nanocellulose in improving oil recovery, considering variations in nanocellulose concentration (0.5 wt%, 1 wt%, and 2 wt%) and the API gravity of oil samples (16, 22, and 36). Results indicate that nanocellulose injection in carbonate reservoirs exhibits a significant increase in oil recovery efficiency with an additional oil recovery of up to 28.2%. As a sustainable and effective enhanced oil recovery agent, nanocellulose holds great potential for commercial applications in the oil and gas industry, offering an innovative approach to maximize oil production from carbonate reservoirs.
Benzer Tezler
- Fabrication of thin film nanocomposite pressure retarded osmosis (PRO) membranes using cellulose nanocrystal (CNC) and evaluation of performances in the processes
Selüloz nanokristal kullanılarak ince film nanokompozit basınç geciktirmeli osmoz (BGO) membranlarının üretimi ve proseslerde performans testlerinin gerçekleştirilmesi
MEHMET EMİN PAŞAOĞLU
Doktora
İngilizce
2021
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- Nanoselüloz kriyoprotektanların model gıdalarda etkilerinin dondurma - çözündürme teknikleri ve depolama süresi ile incelenmesi
Investigation of the effects of nanocellulose cryoprotectants on model foods with freezing & thawing techniques and storage time
ESRA GENÇDAĞ GÖZEN
Doktora
Türkçe
2024
Gıda MühendisliğiAydın Adnan Menderes ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH MEHMET YILMAZ
- Kitosan ve mikrokristalin selüloz esaslı biyomalzeme üretimi ve bazı performans özelliklerinin belirlenmesi
Determination of some performance properties of produced chitosan microcrystalline based biomaterial
BERK DALKILIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Ağaç İşleriMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiAğaç İşleri Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTAN ÖZEN
- Modifiye partiküller kullanılarak pıckerıng emülsiyonların hazırlanması ve gelişmiş özellikler gösteren polidisiklopentadien esaslı, makrogözenekli kompozit malzemelerin hazırlanması
Preparation of pickering emulsions by using surface modified particles and synthesis of macroporous polydicyclopentadien based composites materials exhibiting improved properties
ALİ ESLEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE HİLAL MERT
DOÇ. DR. HATİCE HANDE MERT
- Nanoselüloz takviyeli pva/kazein kompozit filmlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of nanocellulose reinforced PVA/casein composite films
DUYGU ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE AYTAÇ