Emulsion Breaker EOR for Interfacial Tension Reduction and Emulsion Control

Titel in Übersetzung: EOR-Demulgator für Grenzflächenspannungsreduktion und Emulsionskontrolle

Oscar Rojas Bermudez

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Wenn Sole, ein Gemisch aus Wasser und Mineralen, in poröses Gestein injiziert wird, um durch Verdrängung Erdöl an die Oberfläche zu befördern, wirken verschiedene Kräfte auf das Öl. Diese Kräfte, bestehend aus viskosen Kräften, Gravitationskräften und Kapillarkräften, haben Auswirkungen auf die Strömung des Fluids. Zuletzt bleibt jedoch immer ein Restgehalt an Öl (Sor) im Gestein zurück, was auf die Kapillarkräfte zurückzuführen ist. Diese Kräfte entstehen durch die Interaktion der Fluide, Öl und Sole, oder jene von Öl und Gestein. Um das zurückbleibende Öl vollständig aus dem Erdreich zu bekommen, müssen die Kapillarkräfte abnehmen. Die Kräfte, die zwischen zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten in porösem Gestein wirken, sind proportional zu den Kapillarkräften und können durch Zugabe von natürlichen oder synthetischen oberflächenaktiven Materialen verändert werden. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde die Anwendung der ökonomischen verbesserten Ölrückgewinnung (engl.: Enhanced Oil Recovery, EOR), der Chemischen, untersucht. Ziel der Forschungsarbeit war es, die interagierenden Kräfte eines Öl-Sole-Systems in einem Reservoir, welches besondere Eigenschaften aufweist, zu untersuchen. Speziell dabei waren die hohe Reservoir-Temperatur, der geringe Salzgehalt und die Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins einer stabilen Emulsion. Eine Charakterisierung des geförderten Fluids wurde durchgeführt, bei der sich bestätigt hatte, dass es sich um eine stabile Emulsion von Wasser in Öl handelt, die sich bis zu einer Temperatur von 94 °C und einer Zentrifugalkraft von 4400 m⁄s^2 nicht trennen ließ. Weiterführend wurde der Emulsion eine Alkalisole (Sodium Carbonate, NaCO3) zugesetzt, um die Grenzflächenspannung zwischen Öl und Lösung zu reduzieren, um in Folge die Emulsion zu trennen. Da dieser Versuch erfolglos blieb, wurde statt der Alkalisole eine Sole mit Demulgator zugesetzt, welche die Spannung erfolgreich reduzieren konnte und somit die Emulsion brach. Während der Spannungsmessungen, wurde eine Deformation der Wasser-Öl-Emulsionstropfen beobachtet. Bei geringer Konzentration des Demulgators bildeten sich ellipsoide, bei hoher Konzentration, runde Tropfen, aus. Die Tropfenform war nicht nur von der Konzentration des Demulgators abhängig, sondern ebenso von der Temperatur. Bei Erhöhen der Temperatur und somit Erhöhen der kinetischen Energie im System verbesserte sich die Entmischung der Öl-Wasser-Phasen. Mittels Kernflutung kann bewiesen werden, ob Demulgatoren als EOR-Methode erfolgreich eingesetzt werden können.
Titel in ÜbersetzungEOR-Demulgator für Grenzflächenspannungsreduktion und Emulsionskontrolle
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Knudby, Christen, Betreuer (extern), Externe Person
  • Kharrat, Riyaz, Mitbetreuer (intern)
  • Ott, Holger, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung25 Okt. 2019
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2019

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • Emulsion
  • Erdöl
  • Kapillarkraft
  • Demulgator
  • Grenzflächenspannung

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