Emulsions and Wettability Observations in Powdered Rock

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Um tertiäre Ölgewinnungsmethoden, wie zum Beispiel die Injektion von Sole mit niedrigem Salzgehalt, zu optimieren, ist es nötig die Benetzung von Lagerstättengestein durch Öl und Wasser zu eruieren und die dahinterliegenden Mechanismen zu verstehen. Verschiedene Testmethoden, wie zum Beispiel die optische Bestimmung des Kontaktwinkels der Flüssigkeiten auf der Gesteinsoberfläche oder das Verhältnis von spontanem und erzwungenem Eindringen von Öl und Wasser in Lagerstättengestein ist üblich, aber intakte Bohrkerne können schwer zu bergen sein. Die Möglichkeit die Benetzung des Gesteins in Pulverform zu bestimmen, wird experimentell mittels Sedimentationstests untersucht. Das Regnen von pulverisiertem Eagle Ford-Gestein, Bentonit, Illit, Kaolinit und Kieselerde auf polare und unpolare Flüssigkeitsgrenzflächen, als Video aufgenommen und in Matlab analysiert, offenbart verschiedene Verweilzeiten der Partikel an der Grenzfläche. Diese kann durch Variation der Salinität oder des pH-Wertes der Sole oder durch das Verwenden von Kohlenwasserstoffen mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung beeinflusst werden. Pickering-Emulsionen werden im zweiten Teil der Arbeit theoretisch und experimentell untersucht. Obwohl auf Tensiden basierende Emulsionen als Industriestandard bei gewissen Anwendungen in der tertiären Ölgewinnung gelten, ist das Interesse an Nanopartikeln, die als Emulgatoren fungieren, in den letzten Jahren gestiegen. Dies liegt am einfachen Aufbau und dem exzellenten Widerstand gegen Koaleszenz. In der durchgeführten Testreihe werden dieselben Fläschchen, die schon in den Sedimentationstests verwendet werden, geschüttelt und anschließend untersucht. Es zeigt sich, dass der Typ der Emulsion von den Benetzungseigenschaften des Partikels abhängt. Bevorzugt dieses Wasser, entsteht eine Emulsion von Öltröpfchen in Wasser. Bei Ölaffinität des Teilchens ist es dementsprechend umgekehrt. Die Tröpfchengröße und die Stabilität der Emulsion hängt in beiden Fällen mit der Salinität der verwendeten Sole zusammen. Die Sedimentations- und Emulsionstests werden von einer dritten Testreihe komplettiert, in der das spontane Eindringen von Wasser in verschiedene kerosingesättigte Pasten aus unterschiedlichen Gesteinspulvern untersucht wird. Die vorhandenen Kapillarkräfte führen zu Partikelmigration sowie -verdichtung und in weiterer Folge zu Trocknungsrissen. Spontanes Eindringen von Wasser und die Trocknungsrisse betonen die Wasseraffinität der jeweiligen Minerale.

Details

Titel in ÜbersetzungEmulsionen und Beobachtungen der Benetzung von pulverisiertem Gestein
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung25 Okt. 2019
StatusVeröffentlicht - 2019