Please use this identifier to cite or link to this item: http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/79937
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorSuparit Tangparitkul-
dc.contributor.authorThakheru Akamineen_US
dc.date.accessioned2024-08-05T11:15:07Z-
dc.date.available2024-08-05T11:15:07Z-
dc.date.issued2024-06-
dc.identifier.urihttp://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/79937-
dc.description.abstractImmiscible fluid displacement in porous media is one of mechanism in the crude oil production and in enhance oil recovery (EOR), which can be manipulated by chemical additives to engineer the process toward a greater turn-out. Although recent advances in nanofluids have been reported to influence such a process, their interfacial phenomena are likely controversial and need independent cross-examinations. As non-energetically interfacial responsive nanoparticles, silica cores adorned with polyvinylpyrrolidone were examined for their direct contribution to crude oil displacement performance at relatively low concentrations, ranging from 10 to 500 ppm, in the current study. The crude oil displacement was experimented via water-wet borosilicate micromodel and visualized to elucidate pore-scale interfacial phenomena involved. Concentration-dependent property of nanofluids was found, evidenced by different pore-scale mechanisms observed. At low concentrations (10 and 50 ppm), wetting layer flow controlled the oil displacement and led to swelling into pore-space, inducing snap-off event and hence high oil ganglia trapped (>300 ganglia). At higher concentration (100 ppm), nanoparticle self-arrangement at the water wedge was more effective, which induced oscillatory structural disjoining pressure between the oil-aqueous and solid-aqueous interfaces leading to a narrow nanofluid spreading, with snap-off hardly observed. The spatiotemporal displacement performances were decreased. At 500 ppm, structural disjoining pressure developed due to meniscus expansion that pushed oil away from solid phase, and slightly improved oil displacement efficiency with a faster displacing dynamics. The findings amplify nanofluid contribution and emphasize its concentration dependence on immiscible fluid flow in porous media, a potential applicability to various fields including enhanced oil recovery and CO2 geological storage.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherChiang Mai : Graduate School, Chiang Mai Universityen_US
dc.titlePore-scale crude oil displacement: a contribution from nanofluidsen_US
dc.title.alternativeการไหลแทนที่ของน้ำมันดิบในระดับช่องว่างหิน: ผลจากสารแขวนลอยอนุภาคนาโนen_US
dc.typeThesis
thailis.controlvocab.lcshNanofluids-
thailis.controlvocab.lcshPetroleum-
thailis.controlvocab.lcshMining engineering-
thesis.degreemasteren_US
thesis.description.thaiAbstractการไหลแทนที่ของของเหลวสองชนิดที่ไม่ผสมกัน (Two-phase Immiscible Displacement) ในระดับรูพรุน เป็นกลไกหนึ่งในกระบวนการผลิตน้ำมันดิบ และในกระบวนการเพิ่มผลผลิตน้ำมัน (Enhanced Oil Recovery) มักมีการใช้สารเคมีเติมแต่งเพื่อปรับปรุงกระบวนการไหลแทนที่ดังกล่าว ให้สามารถได้ผลผลิตน้ำมันที่สูงขึ้น การศึกษาในปัจจุบันเริ่มมีการประยุกต์นำสารแขวนลอยอนุภาคนาโนมาใช้เพื่อเพิ่มผลผลิตน้ำมันดังกล่าว อย่างไรก็ตาม การศึกษาผลกระทบของสารเคมีชนิดนี้ต่อกระบวนการไหลแทนที่ของของเหลวสองชนิดที่ไม่ผสมกัน ยังมีความจำเป็นอยู่อย่างมาก โดยทั่วไป อนุภาคนาโนไม่ไวต่อการทำปฏิกิริยาเชิงพื้นผิว กล่าวคือไม่สามารถทำปฏิกิริยาระหว่างพื้นผิวร่วมระหว่างของไหลสองเฟสได้ งานวิจัยนี้จึงสังเคราะห์อนุภาคนาโนขึ้นให้มีสมบัติไวต่อการทำปฏิกิริยาเชิงพื้นผิวดังกล่าว โดยการเคลือบพื้นผิวอนุภาคนาโนชนิดซิลิกาด้วยโพลีเมอร์ชนิดโพลีไวนิลไพโรลิโดน และกำหนดใช้ความเข้มข้นของสารแขวนลอยระหว่าง 10 ถึง 500 ในล้านส่วน เพื่อทดสอบผลการไหลแทนที่โดยใช้ชุดทดสอบแหล่งกักเก็บจำลองขนาดเล็ก ทำจากบอโรซิลิเกตซึ่งมีความเปียกน้ำสูง และการถ่ายภาพเคลื่อนไหวเพื่อสังเกตปรากฏการณ์พื้นผิวสัมผัสที่เกี่ยวข้อง จากการทดสอบพบว่าปรากฏการณ์พื้นผิวสัมผัสและผลการไหลแทนที่ของไหลมีสมบัติขึ้นกับความเข้มข้นของสารแขวนลอย ที่ความเข้มข้นต่ำ (10 และ 50 ในล้านส่วน) พบว่าการไหลตามพื้นผิวแหล่งจำลอง (wetting layer flow) เป็นปรากฏการณ์พื้นผิวสัมผัสหลักที่สังเกตพบ ซึ่งนำไปสู่การบวมตัวของน้ำ (swelling) และการแยกหยดของน้ำมัน (snap-off) ตามลำดับ ทำให้มีจำนวนหยดน้ำมันคงค้างในแหล่งกักเก็บจำลองมีปริมาณมาก (>300 หยดคงค้าง) ที่ความเข้มข้นสูงขึ้น (100 ในล้านส่วน) กลไกการแทนที่ของไหลเปลี่ยนเป็นอิทธิพลของ Structural Disjoining Pressure ที่เกิดขึ้นจากการเรียงตัวของอนุภาคนาโน ณ ลิ่มของเฟสน้ำ ระหว่างพื้นผิวร่วมสองพื้นผิว คือระหว่างน้ำและน้ำมัน และระหว่างน้ำและของแข็ง การไหลแทนที่ของเฟสน้ำในความเข้มข้นนี้มีลักษณะเป็นการไหลตามพื้นผิวแหล่งจำลองแบบบางมาก ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพการแทนที่น้อยลง และพบจำนวนหยดน้ำมันคงค้างในแหล่งกักเก็บจำลองปริมาณน้อยลง อย่างไรก็ตามที่ความเข้มข้น 500 ในล้านส่วน Structural disjoining pressure จะมีการพัฒนาส่วนเว้าระหว่างผิวของเหลว (meniscus) ที่ผลักดันน้ำมันออกจากพื้นผิวของแข็งมากขึ้นเล็กน้อย ซึ่งเพิ่มความเร็วการไหลแทนที่ และมีประสิทธิภาพการแทนที่และผลผลิตน้ำมันมากขึ้นตามลำดับ ผลจากงานวิจัยนี้ ได้นำเสนออิทธิพลของสารแขวนลอยอนุภาคนาโนต่อการไหลแทนที่ของของไหลสองเฟสที่ไม่ผสมกัน และทำความเข้าใจถึงอิทธิพลของปัจจัยความเข้มข้นของสารแขวนลอยด้วย ซึ่งสามารถประยุกต์ใช้ได้ทั้งการผลิตน้ำมันเพิ่มพูน และการกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์เชิงธรณีวิทยาen_US
Appears in Collections:ENG: Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
650635903-ทาเครุ อากามิเนะ.pdf650635903-THAKHERU AKAMINE635.94 kBAdobe PDFView/Open    Request a copy


Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.