Пена, стабилизированная наночастицами золы-уноса, для повышения нефтеотдачи

Пена используется в качестве метода усовершенствованной или увеличенной нефтеотдачи для предотвращения гравитационного разделения, а также прорыва и языкообразования закачиваемого газа, возникающих вследствие низких плотности и вязкости закачиваемой жидкости в сочетании с неоднородностью горной породы. Однако одной из основных проблем является стабильность образующейся пены при ее контакте с нефтью. В настоящем исследовании изучается возможность использования недорогих наночастиц на основе золы-уноса угля — широко доступного отхода угольных электростанций — в качестве стабилизатора пены. Исследуется возможность уменьшения размера частиц золы-уноса до 100–200 нм с помощью высокочастотного ультразвукового измельчения. Также изучаются пенообразующая способность, прочность и стабильность пен, полученных с низкими концентрациями наночастиц золы-уноса и поверхностно-активного вещества, как в объеме, так и в пористой среде. Исследуется влияние концентраций одновалентных и двухвалентных ионов на пенообразующую способность суспензии нанозолы в сочетании с очень низкими концентрациями коммерческого поверхностно-активного вещества — альфа-олефинсульфоната (AOS) — в присутствии и в отсутствие нефти. Показано, что объемная пена, содержащая очень небольшие количества частиц нанозолы, обладает повышенной стабильностью в присутствии модельных нефтей. Кроме того, эксперименты в пористой среде демонстрируют значительно более прочную пену при использовании смесей нанозолы и поверхностно-активного вещества, благодаря чему объем добытой из кернов жидкости существенно увеличивается. Впервые показано, что нанозола может использоваться для стабилизации азотной пены в присутствии сырой нефти при высокой температуре и давлении. В присутствии нефти пена на основе нанозолы и AOS обладает повышенной стабильностью, хотя сырая нефть в присутствии нанозолы склонна образовывать в воде устойчивые эмульсии.