REDUCTION OF SURFACTANT ADSORPTION BY ALKALINE SUBSTANCES IN CARBONATE RESERVOIR - Yosnun Vathanapanich (Chulalongkorn University, 2016)
การฉีดอัดสารลดแรงตึงผิวเป็นการเพิ่มการผลิตน้ำมันด้วยสารเคมีประเภทหนึ่ง โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อลดแรงตึงระหว่างผิวน้ำมันและน้ำให้อยู่ในระดับที่ต่ำมาก ทำให้น้ำมันสามารถไหลไปพร้อมกับน้ำในรูปแบบของอิมัลชัน น้ำมันที่ค้างอยู่ในรูพรุนของหินจึงลดลงจนแทบไม่หลงเหลือในสภาวะที่เหมาะสม อย่างไรก็ดีปัญหาที่สำคัญอย่างหนึ่งของวิธีนี้คือสารลดแรงตึงผิวสามารถที่จะถูกดูดซับไว้บนพื้นผิวของหินเนื่องจากประจุที่ตรงกันข้ามกันส่งผลให้ประสิทธิภาพของสารลดแรงตึงผิวที่ฉีดอัดลงไปลดลงและก่อให้เกิดความไม่มีประสิทธิภาพในเชิงเศรษฐศาสตร์ อย่างไรก็ดีมีรายงานวิจัยพบว่าการดูดซับของสารลดแรงตึงผิวบนพื้นผิวหินสามารถทำให้ลดลงได้ โดยใช้สารอัลคาไลน์ผสมกับสารลดแรงตึงผิว เพื่อให้สารอัลคาไลน์ซึ่งสามารถให้ประจุลบได้มากถูกดูดซับไว้ก่อนแทนสารลดแรงตึงผิว รวมถึงการดูดซับสารลดแรงตึงผิวสามารถย้อนกลับได้ในสภาวะที่เหมาะสม จึงทำให้จำนวนของสารลดแรงตึงผิวที่คงเหลือในน้ำมีอยู่มากและการดูดซับบนพื้นผิวหินลดลง จากการศึกษาการดูดซับและการย้อนกลับของสารลดแรงตึงผิวแบบสถิตย์พบว่า โซเดียมคาร์บอเนต ซึ่งเป็นสารอัลคาไลน์ที่มีความเป็นด่างในระดับกลางสามารถใช้ผสมไปพร้อมกับโซเดียมโดเดคซิลเบนซีนซัลโฟเนตที่เป็นสารลดแรงตึงผิวประจุลบได้ในหินตัวอย่างโดโลไมต์ เนื่องจากโซเดียมคาร์บอเนตสามารถให้ประจุที่เพียงพอที่จะแย่งชิงและถูกดูดซับบนพื้นผิวของหินได้ดีกว่าสารลดแรงตึงผิว ในขณะเดียวกันประจุของอัลคาไลน์ประเภทนี้ยังไม่รุนแรงพอที่จะผลักให้โมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวถูกดูดซับบนพื้นผิวของหิน จากการศึกษายังพบว่าการย้อนกลับการดูดซับของสารลดแรงตึงผิวไม่ขึ้นกับปริมาณที่ถูกดูดซับแต่ขึ้นตรงกับความเข้มข้นของทั้งสารอัลคาไลน์และสารลดแรงตึงผิว จากการทดลองในส่วนนี้พบว่าความเข้มข้นที่เหมาะสมของสารอัลคาไลน์และสารลดแรงตึงผิวอยู่ที่ 0.6 และ 0.8 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักตามลำดับ จากการศึกษาการดูดซับและการย้อนกลับของสารลดแรงตึงผิวแบบจลน์ที่ศึกษาควบคู่ไปพร้อมกับตัวแปร ได้แก่ ค่าความเค็มของน้ำในแหล่งกักเก็บ อัตราการฉีดอัด และ อุณหภูมิ พบว่า ที่ค่าความเค็มของน้ำในแหล่งกักเก็บต่ำสุด 10,000 ส่วนในล้านให้ผลดีที่สุด เนื่องจากผลของประจุลบในน้ำที่มีน้อยไม่ทำให้เกิดการผลักสารลดแรงตึงผิวและยังส่งผลให้การดูดซับต่ำและเกิดการย้อนกลับได้ดี อัตราการไหลสูงที่สุดที่ 0.8 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อนาทีสามารถลดค่าการดูดซับและเพิ่มค่าการย้อนกลับของสารลดแรงตึงผิว เนื่องจากที่ค่าการฉีดอัดที่อัตราเร็วสูงสามารถลดระยะเวลาสัมผัสระหว่างโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวกับพื้นผิวของหินได้มากกว่าที่ค่าการฉีดอัดต่ำ ที่อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส โมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวคงเหลืออยู่ในสารละลายได้มากกว่าที่อุณหภูมิต่ำกว่าตามพลังงานของโมเลกุลที่ขึ้นกับอุณหภูมิ ทั้งนี้การรวมทุกสภาวะเอื้ออำนวยทั้งหมดยิ่งช่วยส่งผลให้ค่าการดูดซับของสารลดแรงตึงผิวลดลงถึง 0.43 มิลลิกรัมต่อกรัมของหิน ค่าการย้อนกลับของสารลดแรงตึงผิว 0.39 มิลลิกรัมต่อกรัมของหิน และคงเหลือสารลดแรงตึงผิวอยู่บนพื้นผิวของหิน 0.04 มิลลิกรัมต่อกรัมของหิน