تاثیر نوع و غلظت یون های فاز آبی بر ترشوندگی سطح کلسیت و کشش بین سطحی نفت اسیدی-آب نمک

در فرایند تزریق آب به مخزن، بخشی از مواد فعال سطحی که به طور طبیعی در نفت وجود دارند، می توانند درآب تزریقی حل شوند. وجود این مواد پدیده های سطحی، سامانه سه فازی آب-نفت-سنگ را تحت تاثیر قرار می دهد. تاثیر این مواد به منظور اصلاح ترکیب یونی آب تزریقی، در مطالعات پیشین کمتر مورد توجه بوده است. در این مقاله ابتدا تاثیر ترکیبات اسیدی موجود در نفت خام و ترکیب آب اولیه بر ترشوندگی اولیه سنگ کربناته بررسی شد. سپس جهت بررسی تغییرات ترشوندگی سنگ کلسیتی نفت دوست از آب نمک های منیزیم کلرید، کلسیم کلرید، پتاسیم کلرید و سدیم سولفات با مولاریته بین 1/0 تا 1 استفاده شد. کشش بین سطحی نفت با آب مقطر و نمونه های آب نمک با غلظت های یونی مختلف به طور جداگانه اندازه گیری و مقایسه شد. تغییر در خواص سطحی نمونه های سنگ کلسیت از طریق اندازه گیری زاویه تماس پس از پیرسازی نمونه های مقطع نازک در آب نمک ها و نفت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت یون ها و قدرت یونی محلول های نمکی، به دلیل انحلال ترکیبات اسیدی نفت در سطح تماس دو فاز آب و نفت، کشش بین سطحی کاهش می یابد. همچنین در صورت غالب بودن ترکیبات اسیدی در نفت، یون منیزیم بیشترین تاثیر را در کاهش کشش بین سطحی و تغییر ترشوندگی سنگ دارد. به طوری که با افزایش غلظت آن تا 1 مولار، کشش بین سطحی به مقدار 1 (mN/m) و زاویه تماس به 42 درجه کاهش می یابد. اندازه گیری زاویه تماس نشان داد که ترکیب آب اولیه موجود در سنگ مخزن بر تغییر ترشوندگی اولیه سنگ موثر بوده و تشکیل لایه یونی-آلی در مجاورت سطح سنگ از مهم ترین عوامل تغییر ترشوندگی است. حضور یون منیزیم در آب اولیه موجود در سنگ، موجب کاهش زاویه تماس به 145 درجه و افزایش آب دوستی در سطح سنگ می شود. همچنین افزایش حلالیت ترکیبات اسیدی محلول در نفت در فاز آبی بر تغییرات ترشوندگی سنگ تاثیر زیادی دارد. نتایج به دست آمده نشان داد که برهم کنش بین یون های موجود در فاز آبی بخصوص کاتیون ها و آنیون های دو ظرفیتی و مواد فعال سطحی (کربوکسیلیک اسید) رفتار سطحی آب را در تماس با فاز نفت و سنگ مشخص می کند.