Исследование влияния температуры и солености на свойства инкапсулированных поверхностно-активных веществ изменять смачиваемость и уменьшать межфазное натяжение

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-4-87-103
В последние десятилетия не теряет актуальности задача повышения коэффициента извлечения нефти из продуктивных пластов. Сегодня стремительно растёт интерес к применению химических методов увеличения нефтеотдачи для активизации добычи, в частности, к технологии заводнения с использованием поверхностно-активных веществ (ПАВ). Для преодоления проблемы высокой адсорбции, которая препятствует широкому внедрению ПАВ-заводнения в карбонатных пластах, предлагается ис-пользовать технологию инкапсулирования ПАВ в твёрдую оболочку. Таким образом, действующие веще-ство может охватить большую часть пласта, а следовательно, больше нефти может быть извлечено за счет закачки ПАВ. В данной работе изучалось влияние типичных пластовых условий (высокая температу-ра и соленость) на основные свойства дисперсий инкапсулированных ПАВ, а именно снижение межфазно-го натяжения и изменение смачиваемости. Показано, что применение метода инкапсуляции сохраняет необходимые свойства ПАВ, при которых наблюдается низкое межфазное натяжение, и поверхность карбонатной породы становится более гидрофильной.
1. Lohan M.A., Verma M., Gunjan M., Saini N. Application of Surfactant in Textile // Industry: An Overview. 2024. Vol. 5. № 5. P. 55 – 61.
2. Pedro R., Walters K.A. Surfactants in cosmetic products // Cosmetic Formulation. 2019. P. 129 – 162.
3. Kralova I., Sjöblom J. Surfactants used in food industry: a review // Journal of Dispersion Science and Tech-nology 2009. Vol. 30. № 9. P. 1363 – 1383.
4. Yao Y., Wei M., Kang W. A review of wettability alteration using surfactants in carbonate reservoirs // Ad-vances in Colloid and Interface Science. 2021. Vol. 294. P. 1 – 25.
5. Pan F., Zhang Z., Zhang X., Davarpanah A. Impact of anionic and cationic surfactants interfacial tension on the oil recovery enhancement // Powder Technology. 2020. Vol. 373. P. 93 – 98.
6. Dang C.T., Chen Z., Nguyen N.T., Bae W., Phung T.H. Development of isotherm polymer/surfactant adsorp-tion models in chemical flooding // SPE Asia Pacific Oil and Gas Conference and Exhibition. 2011. SPE-147872. P. 1 – 10.
7. Kamal M.S., Hussein I.A., Sultan A.S. Review on surfactant flooding: phase behavior, retention, IFT, and field applications // Energy & Fuels 2017. Vol. 31. № 8. P. 7701 – 7720.
8. Azam M.R., Tan I.M., Ismail L., Mushtaq M., Nadeem M., Sagir M. Kinetics and equilibria of synthesized anionic surfactant onto berea sandstone // Journal of Dispersion Science and Technology. 2014. Vol. 35. № 2. P. 223 – 230.
9. Kamal M.S., Hussain S.M.S., Fogang L.T. A zwitterionic surfactant bearing unsaturated tail for enhanced oil recovery in high‐temperature high‐salinity reservoirs // Journal of Surfactants and Detergents. 2018. Vol. 21. № 1. P. 165 – 174.
10. Bello A., Ivanova A., Bakulin D., Yunusov T., Cheremisin A. A Static and Dynamic Analysis of Nonionic-based Binary Surfactant Systems for Adsorption Mitigation in a Carbonate Reservoir with High Salinity // Journal of Molecular Liquids. 2024. P. 125 – 141.
11. Hanamertani A.S., Pilus R.M., Idris A.K., Irawan S., Tan I.M. Ionic liquids as a potential additive for reduc-ing surfactant adsorption onto crushed Berea sandstone // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2018. Vol. 162. P. 480 – 490.
12. Belhaj A.F., Elraies K.A., Mahmood S.M., Zulkifli N.N., Akbari S., Hussien O.S. The effect of surfactant concentration, salinity, temperature, and pH on surfactant adsorption for chemical enhanced oil recovery: a review // Journal of Petroleum Exploration and Production Technology. 2020. Vol. 10. P. 125 – 137.
13. Rosen M.J., Kunjappu J.T. Surfactants and interfacial phenomena // John Wiley & Sons. 2012. P. 1 – 576.
14. Wang Y., Hou J., Qi Z., Han M. Investigation of sacrificial agents for reducing surfactant adsorption on car-bonates // Petroleum Science and Technology. 2022. Vol. 40. № 22. P. 2755 – 2772.
15. Mushtaq M., Isa M, Tan, Ismail L., Nadeem M., Sagir M., Azam R. Influence of PZC (Point of Zero Charge) on the Static Adsorption of Anionic Surfactants on a Malaysian Sandstone // Journal of Dispersion Science and Technology. 2014. Vol. 35. № 3. P. 343 – 349.
16. Koparal G.B., Sharma H., Liyanage P.J., Panthi K.K., Mohanty K. Adsorption of anionic surfactants in sandstones: Impact of sacrificial agents // SPE Western Regional Meeting. 2021.
17. Scerbacova A., Ivanova A., Grishin P., Cheremisin A., Tokareva E., Tkachev I., Sansiev G., Fedorchenko G., Afanasiev I. Application of alkalis, polyelectrolytes, and nanoparticles for reducing adsorption loss of novel anionic surfactant in carbonate rocks at high salinity and temperature conditions // Colloids and Surfaces A: Physi-cochemical and Engineering Aspects. 2022. Vol. 653.
18. Manzari M.T., Shamay Y., Kiguchi H., Rosen N., Scaltriti M., Heller D. A. Targeted drug delivery strategies for precision medicines // Nature Reviews Materials. 2021. Vol. 6. № 4. P. 351 – 370.
19. Ivanova A.A., Kozyreva Z.V., Chekalov A.Y., Proshin P.I., Abdurashitov A.S., Bello A.S., Markovic S., Sukhorukov G.B., Cheremisin A.N. Development and characterization of nanostructured surfactant compositions with prolonged action and stimuli-responsible physicochemical properties // Colloids and Surfaces A: Physico-chemical and Engineering Aspects. 2024. Vol. 687. P. 1 – 32.
20. Kittisrisawai S., Romero-Zerón L.B. Complexation of surfactant/β-cyclodextrin to inhibit surfactant adsorp-tion onto sand, kaolin, and shale for applications in enhanced oil recovery processes. Part II: dynamic adsorption analysis // Journal of Surfactants and Detergents. 2015. Vol. 18. P 783 – 795.
21. Alsmaeil A.W., Hammami M.A., Enotiadis A., Kanj M.Y., Giannelis E P. Encapsulation of an anionic sur-factant into hollow spherical nanosized capsules: Size control, slow release, and potential use for enhanced oil re-covery applications and environmental remediation // ACS Omega. 2021. Vol. 6. № 8. P. 5689 – 5697.
22. Xu Z.-X., Li S.-Y., Li B.-F., Chen D.-Q., Liu Z.-Y., Li Z.-M. A review of development methods and EOR technologies for carbonate reservoirs // Petroleum Science. 2020. Vol. 17. P. 990 – 1013.
23. Kim S.-N., So, W.-J., Choi J.-S., Ahn W.-S. CO2 adsorption using amine-functionalized mesoporous silica prepared via anionic surfactant-mediated synthesis // Microporous and Mesoporous Materials. 2008. Vol. 115. № 3. P. 497 – 503.
24. Ahmadali T., Gonzalez M.V., Harwell J.H., Scamehorn J.F. Reducing surfactant adsorption in carbonate reservoirs // SPE Reservoir Engineering. 1993. T. 8. № 02. P. 117 – 122.
25. Wasan D., Nikolov A., Kondiparty K. The wetting and spreading of nanofluids on solids: Role of the struc-tural disjoining pressure // Current Opinion in Colloid & Interface Science. 2011. Vol. 16. № 4. P. 344 – 349.
26. Lashkarbolooki M., Riazi M., Ayatollahi S., Hezave A.Z. Synergy effects of ions, resin, and asphaltene on interfacial tension of acidic crude oil and low–high salinity brines // Fuel. 2016. Vol. 165. P. 75 – 85.
27. Bind S., Sharma H. Effect of Brine and Organic Acids on Initial Wettability of Carbonate Rocks // Energy Fuels. 2022. Vol. 36. № 17. P. 10123 – 10132
Чекалов А.Ю., Иванова А.А., Черемисин А.Н., Хмеленин Д.Н., Соколов А.С. Исследование влияния температуры и солености на свойства инкапсулированных поверхностно-активных веществ изменять смачиваемость и уменьшать межфазное натяжение // Chemical Bulletin. 2024. Том 7. № 4. С. 87 – 103. https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-4-87-103