linear viscoelastic
در نشریات گروه فنی و مهندسی-
فرضیه:
تولید ماسه از مخازن نفت موجب ایجاد مشکلات متعددی از قبیل کاهش بهره دهی چاه، خوردگی تجهیزات عملیاتی و افزایش هزینه های تولید می شود، بنابراین کنترل تولید ماسه در مخازن غیرمستحکم اهمیت زیادی برای شرکت های بهره بردار دارد. تزریق سیال شیمیایی به سازند به منظور استحکام بخشی و کاهش تولید ماسه یکی از مهم ترین روش های کنترل تولید ماسه است.
روش هادر این پژوهش، نانوکامپوزیت هیدروژلی (Co[AM-AMPS-AAC]/PEI-MBA (CO طراحی و کارایی آن در کنترل تولید ماسه بررسی شد. نانوکامپوزیت طراحی شده پایه آکریل آمیدی است و وجود اتصال های عرضی دوگانه به همراه نانوذرات در آن موجب افزایش استحکام ساختاری و پایداری گرمایی در آن می شود. به منظور بررسی ساختار و مطالعه کارایی نانوکامپوزیت آزمون های ساختارشناسی، شکل شناسی، گرمایی، ریولوژیکی، استحکام فشاری و سیلاب زنی انجام شد.
یافته هاطبق نتایج آزمون پراش پرتو X نانوذرات به صورت کامل درون ساختار پخش شده اند. آزمون های شکل شناسی با تایید وجود نانوذرات درون ساختار، ایجاد ساختار چگال، همگن و متخلخل را نشان داد. براساس آزمون گرماوزن سنجی افزودن نانوذره موجب افزایش دمای شروع تخریب از 80 به 195درجه سلسیوس شد. با آزمون های ریولوژیکی جاروب کرنش و بسامد رفتار ماده تحت کرنش و تنش های مختلف بررسی و حفظ ساختار مستحکم و رفتا گران روکشسانی خطی در دمای 90 ، کرنش های بین 0.1 تا %20 و بسامد های بین 0.1 تا 10Hzتایید شد. آزمون استحکام فشاری حاکی از افزایش %730 استحکام بستر شنی در اثر تزریق %1 وزنی نانوکامپوزیت به مقدار (pore volume) و PV 0.5 بود. این در حالی است که آزمون سیلاب زنی شیمیایی در بستر شنی کاهش %90 ماسه تولیدی را پس از تزریق نانوکامپوزیت در بستر شنی تایید کرد. با توجه به پایداری و کارایی مناسب در شرایط سخت مخزن، دارابودن خواص گران روکشسان خطی، افزایش استحکام فشاری و کاهش تولید ماسه نانوکامپوزیت هیدروژلی طراحی شده در این پژوهش به عنوان محصولی جدید و بهینه برای کنترل تولید و مهاجرت ماسه پیشنهاد می شود.
کلید واژگان: نانوکامپوزیت، هیدروژل، تولید ماسه، سیلابزنی شیمیایی، ویسکوالاستیک خطیHypothesis:
Sand production from oil reservoirs is marked by many problems, such as well productivity reduction, operating equipment corrosion, and an increase in production costs; therefore, sand control in unconsolidated reservoirs is crucial for operating companies. Chemical injection into the production vessel, in order to strengthen and reduce sand formation, would be one of the most important methods of sand control.
MethodsIn this study the effectiveness of a Co[AM-AMPS-AAC]/PEI-MBA(CO) hydrogel nanocomposite in sand control was investigated. The acrylamide-based nanocomposite is strengthened structurally and thermally by the addition of double crosslinkers and nanoparticles. Structural, morphological, thermal, rheological, compressive strength and flooding tests were carried out to define and assess its efficacy.
FindingsAccording to X-ray diffraction test findings, nanoparticles are evenly distributed throughout the structure. Morphological tests demonstrated the production of a dense, homogenous, and porous structure and validated the presence of nanoparticles in the structure. According to the thermal gravimetric test, adding nanoparticles increased the starting temperature of degradation from 80 to 195°C. The strain and frequency sweep rheological tests investigated the behavior of the material under different strains and stresses; they confirmed the preservation of the strong structure and linear viscoelastic behavior at a temperature of 90°C, strains between 0.1 and 20%, and frequencies between 0.1 and 10 Hz. The injection of 0.5 PV (pore volume) of 1% (by wt) nanocomposite to the sand pack resulted in a 730% increase in the axial strength of the sand pack according to the compressive strength test and 90% reduction in sand production measured by the chemical flooding test. Considering the stability and proper efficiency in the reservoir's harsh conditions, having linear viscoelastic properties, increasing compressive strength, and reducing sand production, the hydrogel nanocomposite designed in this research is proposed as a new and optimal product to control sand production and migration.
Keywords: Nanocomposite, Hydrogel, Sand production, Chemical flooding, Linear viscoelastic -
با توجه به مزایای مهم اقتصادی و زیست محیطی مخلوط آسفالت کم انرژی و نیاز به شناخت و بررسی بیشتر این آسفالت به دلیل اندک تحقیقات صورت گرفته، در این مقاله، به ارزیابی و بررسی خصوصیات ویسکوالاستیک این نوع مخلوط آسفالتی با استفاده از آزمایش مدول دینامیک پرداخته شد. به دلیل ضعف مکانیکی مخلوط های آسفالتی مزبور و با عنایت به ماهیت زیست محیطی این نوع آسفالت، افزودنی سازگار با محیط زیست جهت اصلاح آن در اولویت قرار گرفت. از این رو، پودر لاستیک در سه سطح 10، 15 و 20 درصد وزن قیر جهت اصلاح نمونه ها انتخاب گردید. نمونه های آسفالتی شاهد و اصلاح شده مطابق با روش سوپرپیو طراحی و متراکم شدند و جهت تعیین خصوصیات ویسکوالاستیک آنها در دماها و فرکانس های مختلف تحت آزمایش مدول دینامیک قرار گرفتند. منحنی جامع مخلوط های آسفالتی نشان داد که در دمای زیاد (فرکانس کم) بیشترین مدول دینامیک متعلق به مخلوط آسفالتی کم انرژی با 15 درصد پودر لاستیک است. لذا، این مخلوط دارای بیشترین مقاومت شیارشدگی نسبت به سایر نمونه ها است. از طرفی، مقایسه منحنی جامع مخلوط های آسفالتی در دمای کم (فرکانس زیاد) به ترتیب نشاندهنده کم بودن سفتی نمونه های آسفالت کم انرژی فاقد افزودنی و آسفالت کم انرژی دارای 15 درصد افزودنی و مقاومت آنها در برابر ترک خوردگی بود. همچنین، ارزیابی خصوصیات ویسکوالاستیک نمونههای آزمایش موید این حقیقت بود که بیشترین خاصیت الاستیک متعلق به نمونه آسفالت کم انرژی اصلاح شده با 15 درصد پودر لاستیک و ویسکوزترین مخلوط، نمونه آسفالتی داغ می باشد.
کلید واژگان: آسفالت کم انرژی، پودر لاستیک، مدول دینامیک، ویسکوالاستیک خطیConsidering the important economic and environmental benefits of low energy asphalt mixture and the need to know and study more about this asphalt due to little research, in this article, the linear viscoelastic properties of this type of asphalt are evaluated using dynamic modulus test. Due to the mechanical weakness of this asphalt mixture and considering its environmental nature, an additive compatible with the environment was selected to modify it. Therefore, crumb rubber in three levels of 10, 15 and 20% by weight of asphalt binder was used to modify the samples. Controlled and modified asphalt samples were designed and compacted according to the superpave method and were tested to determine the dynamic modulus and their viscoelastic properties at different temperatures and frequencies. The master curve of asphalt mixtures showed that at high temperature (low frequency) the highest dynamic modulus belongs to low energy asphalt mixtures with 15% rubber powder. Therefore, this mixture has the highest rutting strength compared to other mixtures. On the other hand, comparison of the master curve of asphalt mixtures at low temperature (high frequency) showed low stiffness of low energy asphalt samples without additive and low energy asphalt with 15% additive and their resistance to cracking, respectively. Evaluation of the viscoelastic properties of the test specimens also confirmed the fact that the highest elasticity belonged to the low-energy asphalt sample modified with 15% crumb rubber and the most viscous mixture was the hot asphalt sample.
Keywords: low energy asphalt, Crumb Rubber, Dynamic modulus, linear viscoelastic -
در این پژوهش، از یک مدل میکرومکانیکی تحلیلی بر مبنای روش سلول واحد جهت مطالعه اثرات فاز میانی بر پاسخ ویسکوالاستیک غیرخطی کامپوزیت های زمینه پلیمری چندفازی استفاده می شود. المان حجمی نماینده کامپوزیت از سه فاز شامل الیاف هم راستا، زمینه پلیمری و فاز میانی بین الیاف و زمینه تشکیل می شود. فرض اتصال کامل بین اجزای سازنده کامپوزیت منظور می شود. از معادله ساختاری ویسکوالاستیک شیپری برای مدل سازی رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی زمینه استفاده می شود. نتایج مدل میکرومکانیکی ارایه شده برای رفتار خزشی پلیمر و کامپوزیت دوفازی تطابق بسیار خوبی را با داده های تجربی موجود نشان می دهد. همچنین نتایج مدل حاضر برای خواص الاستیک کامپوزیت های سه فازی بسیار نزدیک به روش های عددی موجود می باشد. اثرات فاز میانی شامل مواد و ضخامت بر منحنی کرنش خزش-بازیافت کامپوزیت سه فازی بطور مفصل بررسی می شود. نتایج نشان می دهد که خواص مواد تشکیل دهنده و ضخامت فاز میانی اثر بسیار مهمی بر پاسخ کرنش خزش-بازیافت کامپوزیت های سه فازی در بارگذاری عرضی دارد. همچنین، طبق نتایج مدل سازی میکرومکانیکی فهمیده شد که تاثیر فاز میانی بر رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی کامپوزیت سه فازی تحت بارگذاری محوری ناچیز می باشد. بعلاوه، اثرات سطوح مختلف تنش و تغییرات درصد حجمی الیاف بر منحنی کرنش خزش-بازیافت کامپوزیت زمینه پلیمری سه فازی بررسی می شود.کلید واژگان: کامپوزیت چند فازی، ویسکوالاستیک غیرخطی، کرنش خزش، بازیافت، فاز میانی، مدل سازی میکرومکانیکیIn this work, an analytical micromechanical model based on unit-cell approach is used to study the effect of interphase on the non-linear viscoelastic response of multiphase polymer composites. The representative volume element of composite consists of three phases including unidirectional fibers, polymer matrix and fiber/matrix interphase. Perfect bonding conditions are applied between the constituents of composites. The Schapery viscoelastic constitutive equation is used to model the nonlinear viscoelastic matrix. Prediction of the presented micromechanical model for the creep response of polymer material and two-phase composites shows good agreement with available experimental data. Furthermore, the predicted overall elastic behavior of three-phase composites demonstrates close agreement with other numerical results available. The effects of material and thickness of interphase on the creep-recovery strain curves of three-phase composites are studied in details. Results show that the interphase thickness and material properties have significant effect on the creep-recovery strain responses of the three-phase composites under transverse loading. According to micromechanical modeling results, it is found that the interphase negligibly affects the nano-linear viscoelastic behavior of three-phase composites under axial loading. Effects of the different stress levels and the variation of fiber volume fraction on the creep-recovery strain curves of three-phase composites are also investigated.Keywords: Multiphase composites, Non, linear viscoelastic, Creep, recovery strain, Interphase, Micromechanical modeling
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.