Experimental investigation of interfacial tension for alkaline flooding

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

Abstract

Auch nach sekundärer Produktion von Öllagerstätten (Wasserflutung), bleiben im Schnitt 55-75% des Öls in der Lagerstätte zurück. In Feldern Österreichs wurden Wasserflutungen bereits über mehrere Jahrzehnte angewendet. Der Hauptanteil der produzierten Flüssigkeiten ist Wasser (d.h. 96% Wassergehalt), was bedeutet, dass ein Großteil des Öls gefangen ist. Daher müssen neue Methoden und Techniken angewandt werden. Wie der Name impliziert, umfasst Enhanced Oil Recovery (EOR), Techniken, welche sich mit der Erhöhung der Ölgewinnung aus Feldern beschäftigen, die bereits durch gewöhnliche Methoden erschöpft wurden. Das angestrebte Feld eignet sich für die Zugabe von Chemikalien zum Injektionswasser, was eine der Techniken ist. Eine vielversprechende Methode ist dabei die Verwendung von Alkalien, welche in-situ Tenside bilden und dadurch die Grenzflächenspannung zwischen Öl und Wasser senken. Des Weiteren konditioniert eine Alkaliflutung die Lagerstätte für eine Sequenz aus Tensid- und Polymerflutungen. In dieser Diplomarbeit wird das Verhalten der Grenzflächenspannung zwischen verschiedenen Ölen und Wässern unterschiedlicher chemischer Zusammensetzungen untersucht. Ein höherer Entölungsgrad kann dabei durch eine Senkung der Grenzflächenspannung, durch Erzeugung von Tensiden aus der Ölphase, erreicht werden. Als alkalisches EOR Mittel wurde Natrium Carbonat (Na2CO3) in verschiedenen Konzentrationen zu destilliertem Wasser und synthetischer Sole, welche dem Lagerstättenwasser nahekommt, hinzugefügt. Daher wird in dieser Arbeit die Änderung der Grenzflächenspannung der zwei unterschiedlichen Rohöle crude 8 und crude 16 untersucht. Beide haben ähnlich hohe Gesamtsäurezahlen. Für einen ersten Überblick wurden klassische Phasenverhaltensexperimente durchgeführt, um die Bildung von Emulsionen abzuschätzen. Um die Grenzflächenspannung zu messen wurden die Pendant Drop und Spinning Drop Methoden benutzt. Währen der Untersuchungen wurde festgestellt, das Spinning Drop für den gesamten Bereich der untersuchten Grenzflächenspannungen geeignet ist, wohingegen Pendant Drop sich für Werte unter 1 mN/m als ungeeignet herausstellte. Ein Großteil der Experimente wurde unter Umgebungsbedingungen durchgeführt, während Temperaturabhängigkeiten nur für vereinzelte Interessante Fälle untersucht wurden. Experimente mit destilliertem Wasser Lösungen zeigten eine deutliche Verringerung der Grenzflächenspannung, sowie ausgeprägte Emulsionsbildungen. Die verschiedenen Ölproben zeigten zwar unterschiedliche Ergebnisverläufe, jedoch ohne eine klare Verbindung zur Gesamtsäurezahl. Dahingegen zeigte sich im Falle der synthetischen Solen Lösungen weder eine deutliche Verringerung der Grenzflächenspannung noch eine sichtbare Bildung von Emulsionen, nicht im Spinning Drop und auch nicht in den Phasenverhaltensexperimenten. Zuletzt wurde die Temperaturabhängigkeit untersucht, welche zeigte, dass die Grenzflächenspannung gegenüber dieser empfindlich ist. Aus den einzelnen Kombinationen gingen deutliche Verhalten hervor, aus welchen sich jedoch keine klaren Verläufe hinsichtlich des Alkaligehaltes und der Gesamtsäurezahl abzeichneten. Für weitere Feststellungen bedarf es zusätzlicher Experimente.

Details

Titel in ÜbersetzungExperimentelle Untersuchung der Grenzflächenspannung für alkalische Flutungen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung29 Juni 2018
StatusVeröffentlicht - 2018