Alkali-based Displacement Processes in Microfluidic Experiments: Advanced Statistical Analyses

Titel in Übersetzung: Alkali basierende Verdrängungsprozesse in Mikrofluid Experimenten: Fortgeschrittene Statistische Analyse

Ahmad Kharrat

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Da die Menge an produziertem Öl mit der Zeit abnimmt, werden sekundäre und tertiäre Methoden, wie Wasserflutungen und Enhanced Oil Recovery (EOR), angewendet. Wasserflutungen werden zur Druckerhaltung und Verdrängung von Öl angewendet, wohingegen das Verpressen von chemisch modifiziertem Wasser im tertiären Stadium der Produktion zu einer höheren Ölgewinnung führt. Auf Wasser basierende EOR Methoden, wie Alkali-, Tensid- und/oder Polymerflutungen werden häufig verwendet, da sie kostengünstig und effizient sind. Besonders reizvoll sind dabei Alkaliflutungen, bei welchen die Menge an verdrängtem Öl durch die Reduzierung der Grenzflächenspannung, Bildung von Mikroemulsionen und Veränderung der Oberflächenbenetzung erhöht wird. In dieser Arbeit wurden Alkaliflutungen mit Hilfe der Mikrofluidik (2D poröse Medien in Glas geätzt) untersucht, welche (a) eine chemisch gut definierte Umgebung liefern und (b) Verdrängungsprozesse können mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung erforscht werden. Daher ermöglicht die Mikrofluidik die ausführliche Untersuchung chemischer EOR Prozesse. Im Rahmen dieser Arbeit wurden mehrere Experimente mit Wässern unterschiedlicher Zusammensetzungen, welche sich in Alkalität und Salinität unterscheiden, durchgeführt. Alle Experimente wurden mit Rohöl vom Wiener Becken durchgeführt, welches eine hohe Viskosität und Gesamtsäurezahl hat. Die Flutungsexperimente wurden in verschiedenen porösen Medien, welche Systeme mit hoher und niedriger Durchlässigkeit und Kapillarität repräsentieren. Das Ziel dieser Diplomarbeit war die Verbesserung der experimentellen Arbeitsabläufe um zuvor beobachtet Unbeständigkeiten beheben. In diesem Rahmen hat sich herausgestellt, dass konventionelle Messungen, wie die Öl Produktion von einem porösen Medium keine gute Messung ist, da der geflutete Bereich kein repräsentatives elementares Volumen für Mehrphasenströmung ist. Daher wurden diskrete Häufigkeitsverteilungen und Lorenz Diagramm Analysen angewendet, um die Effizienz der Wasserflutungs- und EOR Prozesse durch Aneignung von Datenmengen zum Vergleichen der Ergebnisse, sowie dem Verstehen der komplexen Verdrängungsprozesse, zu charakterisieren. Aufbauend auf den erlangten Resultaten, verhält sich synthetisches Wasser wie ein Alkalimittel und verdrängt einen bedeutenden Anteil an Öl verglichen mit einer reinen Wasserflutung. Durch statistische Analysen wurde festgestellt, dass Ölgruppengrößen in alkalischen Flutungen reduziert wurden, was als Leitparameter zur Unterscheidung dieser Prozesse von Wasserflutungen genutzt werden kann. Jedoch konnte keine Verbindung zwischen den statistischen Analysen und der Gesamtproduktion von Öl hergestellt werden, weshalb noch weitere Untersuchungen vonnöten sind.
Titel in ÜbersetzungAlkali basierende Verdrängungsprozesse in Mikrofluid Experimenten: Fortgeschrittene Statistische Analyse
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Ott, Holger, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung19 Okt. 2018
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2018

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • Alkalische Flutung
  • Mikromodelle
  • EOR
  • Statistische Analyse
  • Enhanced oil recovery

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