Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano từ tính, graphene oxit ứng dụng tăng cường thu hồi dầu

Học viện Khoa học và Đào tạo, Bộ Giáo dục: Nâng cao chất lượng giáo dục và nghiên cứu khoa học. Khám phá cơ hội học tập, phát triển sự nghiệp.

Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án tiến sĩ

Năm xuất bản

Số trang

145

Thời gian đọc

22 phút

Lượt xem

1

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

40 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:
1. Vật liệu nano từ tính và graphene oxit tăng thu hồi dầu
Số trang:
145 trang
Trường:
Học viện Khoa học và Công nghệ
Chuyên ngành:
Vật liệu Cao phân tử và tổ hợp
Tác giả:
Năm:

Tóm tắt nội dung luận án

I. Vật liệu nano từ tính và graphene oxit tăng thu hồi dầu

Thu hồi dầu cấp ba (tertiary oil recovery) đối mặt nhiều thách thức lớn tại các mỏ dầu ngoài khơi. Lượng dầu tồn đọng trong vỉa sau khai thác sơ cấp và thứ cấp vẫn còn rất cao. Các phương pháp ngập nước truyền thống bộc lộ nhược điểm về hiệu suất quét chất lưu. Dung dịch nano thu hồi dầu (EOR nanofluid) trở thành giải pháp công nghệ mang tính đột phá. Hệ chất lưu này kết hợp hạt nano oxit sắt Fe3O4 và graphene oxit chức năng hóa. Sự kết hợp tạo ra vật liệu nano composite graphene oxit từ tính (MGO) ưu việt. Hệ vật liệu mang lại khả năng phân tán cao và duy trì độ phân tán và ổn định keo (colloidal stability) vượt trội trong môi trường khắc nghiệt. Cấu trúc lai nano polymer gia tăng khả năng định hướng dòng chảy. Từ đó, hiệu suất thu hồi dầu mỏ tăng lên rõ rệt.

1.1. Thách thức khai thác dầu tại các vỉa xa bờ nhiệt độ cao

Các mỏ dầu ngoài khơi thường có điều kiện địa chất khắc nghiệt. Nhiệt độ vỉa chứa vượt ngưỡng 100 độ C. Nồng độ khoáng hóa của nước biển và nước vỉa rất cao. Môi trường này khiến các hóa chất ngập lụt polymer thông thường dễ bị thoái hóa nhiệt. Chuỗi phân tử polymer bị cắt đứt. Hiện tượng kết tủa muối diễn ra nhanh chóng. Độ nhớt dung dịch suy giảm mạnh. Hiệu quả quét chất lưu trong vỉa vì vậy không đạt yêu cầu kỹ thuật. Thu hồi dầu cấp ba (tertiary oil recovery) đòi hỏi loại vật liệu mới. Vật liệu mới cần chịu được độ bền nhiệt và độ mặn cao (HTHS conditions). Cấu trúc nano composite cải tiến giúp bảo vệ mạch polymer và kéo dài tuổi thọ chất lưu bơm ép trong lòng vỉa.

1.2. Xu hướng phát triển vật liệu lai nano composite từ tính

Vật liệu lai nano là trọng tâm phát triển của công nghệ năng lượng hiện đại. Hạt nano oxit sắt Fe3O4 sở hữu từ tính siêu thuận từ mạnh mẽ. Graphene oxit cung cấp diện tích bề mặt riêng lớn cùng mạng lưới liên kết cơ học bền vững. Khi liên kết với copolymer phân tử cao, nano composite graphene oxit từ tính (MGO) đạt được các tính chất hiệp đồng. Vật liệu mới vừa có khả năng phản ứng nhạy với từ trường, vừa bền vững trong môi trường khắc nghiệt. Dung dịch nano thu hồi dầu (EOR nanofluid) chứa MGO giúp hạn chế tối đa hiện tượng lắng đọng hạt. Dòng dung dịch phân tán đồng đều qua các khe nứt nhỏ hẹp. Hệ thống vi cấu trúc này nâng cao đáng kể tỷ lệ quét thể tích trong lòng vỉa chứa.

II. Tổng hợp dung dịch nano thu hồi dầu bọc polymer AM NVP

Quy trình chế tạo vật liệu nano tiên tiến đóng vai trò then chốt trong việc duy trì hoạt tính bề mặt. Quá trình tổng hợp hạt nano oxit sắt Fe3O4 bọc acid oleic tạo tiền đề cho quá trình đồng trùng hợp. Polyme hóa ghép acrylamide (AM) và N-vinylpyrrolidone (NVP) hình thành lớp vỏ polymer bảo vệ. Cấu trúc vỏ lõi ngăn chặn hiện tượng kết cụm hạt trong dung dịch nước. Vật liệu thu được thể hiện độ phân tán và ổn định keo (colloidal stability) rất cao. Kỹ thuật chiếu xạ tia gamma cũng được áp dụng thành công để ghép copolymer lên bề mặt phiến graphene oxit. Phương pháp này tạo ra liên kết cộng hóa trị bền vững, không dùng hóa chất độc hại, thân thiện với môi trường mỏ.

2.1. Quy trình tổng hợp hạt nano Fe3O4 bọc copolymer AM NVP

Hạt nano oxit sắt Fe3O4 được tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa hóa học. Kích thước hạt đồng đều dưới 20 nanomet. Bề mặt hạt được biến tính ban đầu bằng acid oleic để tạo tính kỵ nước. Sau đó, phản ứng trùng hợp nhũ tương được kích hoạt cùng các monome AM và NVP. Chuỗi copolymer AM-NVP bao bọc hoàn toàn bề mặt hạt từ tính. Cấu trúc polymer hình thành lớp cản trở không gian lập thể dày đặc. Lớp cản trở này ngăn các hạt nano hút nhau do lực tương tác van der Waals. Nhờ đó, hạt duy trì trạng thái lơ lửng ổn định. Dung dịch nano thu hồi dầu (EOR nanofluid) tạo thành giữ nguyên tính chất keo trong thời gian dài mà không bị phân tầng lắng cặn.

2.2. Kỹ thuật ghép bức xạ gamma tổng hợp vật liệu GO polymer

Bức xạ tia gamma là công cụ hiệu quả để biến tính cấu trúc graphene oxit. Các phiến graphene oxit được ngâm trong dung dịch chứa monome AM và NVP hoặc tiền polymer PVP. Năng lượng bức xạ gamma tạo ra các gốc tự do trên bề mặt phiến than chì và mạch monome. Quá trình trùng hợp ghép diễn ra trực tiếp mà không cần chất khơi mào hóa học. Chuỗi polymer bám chặt vào khung carbon bằng liên kết cộng hóa trị bền vững. Cấu trúc nano composite graphene oxit từ tính (MGO) và GO-polymer đạt độ phân tán tuyệt vời trong nước biển. Phiến nano không bị uốn cong hay dính kết dưới điều kiện rung động cơ học và dòng chảy áp suất cao trong quá trình bơm ép.

III. Cơ chế giảm sức căng bề mặt và đổi tính thấm ướt vỉa

Cơ chế thu hồi dầu vi mô dựa trên tương tác bề mặt giữa dầu, nước và khung xương đá. Sự xâm nhập của dung dịch nano thúc đẩy quá trình giảm sức căng bề mặt dầu nước (IFT reduction) xuống mức tối thiểu. Đồng thời, các hạt nano bám dính lên bề mặt khoáng vật tạo nên sự thay đổi tính thấm ướt đá vỉa (wettability alteration). Đá chuyển từ trạng thái thấm ướt dầu sang thấm ướt nước mạnh mẽ. Áp suất mao dẫn nghịch đảo giúp nước đẩy các giọt dầu kẹt trong lỗ rỗng vi mô ra ngoài dòng chảy chính. Hiệu ứng kết hợp này tối ưu hóa khả năng rửa trôi dầu sót, gia tăng triệt để hiệu suất khai thác tài nguyên dầu khí.

3.1. Động học giảm sức căng bề mặt dầu nước trong mao quản

Hạt nano polymer di chuyển nhanh đến bề mặt phân chia pha dầu nước. Sự hiện diện của các nhóm chức ưa nước và kỵ nước giúp hạt nano hoạt động như chất hoạt động bề mặt rắn. Hạt nano sắp xếp tại bề mặt tiếp xúc và phá vỡ liên kết mao dẫn dầu nước. Quá trình này tạo ra sự giảm sức căng bề mặt dầu nước (IFT reduction) rõ rệt từ mức cao xuống dưới ngưỡng giới hạn. Lực cản mao quản giảm mạnh giúp các hạt dầu bị giam giữ dễ dàng biến dạng. Giọt dầu chảy qua các cổ họng lỗ rỗng nhỏ hẹp mà không bị bẫy lại. Dòng dầu liên tục được hình thành, nâng cao hiệu quả thu hồi dầu cấp ba (tertiary oil recovery).

3.2. Chuyển dịch góc tiếp xúc và thay đổi tính thấm ướt đá vỉa

Khung đá vỉa chứa thường bị màng dầu bao bọc, làm tăng tính thấm ướt dầu. Khi dung dịch nano tiếp xúc với bề mặt đá, lực bóc tách cấu trúc (structural disjoining pressure) được kích hoạt. Hạt nano oxit sắt Fe3O4 và phiến graphene oxit len lỏi vào nêm tiếp xúc ba pha. Quá trình này đẩy màng dầu tách rời khỏi bề mặt khoáng vật silicat hoặc carbonate. Góc tiếp xúc dầu nước thay đổi rõ rệt, khẳng định sự thay đổi tính thấm ướt đá vỉa (wettability alteration) sang trạng thái ưa nước. Nước vỉa dễ dàng thẩm thấu sâu hơn vào vi lỗ xốp. Dầu thô bị đẩy ra ngoài và hòa vào dòng thu gom chính một cách thuận lợi.

IV. Khả năng kiểm soát độ linh động dưới từ trường ngoài

Sự chênh lệch độ nhớt giữa nước bơm ép và dầu thô thường gây ra hiện tượng luồn ngón sớm. Kiểm soát độ linh động chất lưu (mobility control) là yếu tố quyết định để duy trì mặt quét đồng đều. Dung dịch nano chứa hạt từ tính có khả năng tự điều chỉnh ứng xử dòng chảy khi chịu ảnh hưởng của từ trường ngoài (external magnetic field). Dưới tác động của từ trường, các hạt nano từ tính liên kết tạo thành chuỗi vi cấu trúc định hướng. Độ nhớt biểu kiến của dung dịch tăng lên tại các vùng có từ trường tác động. Nhờ đó, chất lưu ngăn chặn hiện tượng ngập nước sớm và đẩy mạnh dầu thô tại các vùng kém thấm.

4.1. Ảnh hưởng của từ trường ngoài đến cấu trúc dòng chất lưu

Ảnh hưởng của từ trường ngoài (external magnetic field) mang lại khả năng điều khiển thông minh dòng chất lưu ngầm. Khi đặt trong từ trường xoay chiều hoặc một chiều, hạt nano oxit sắt Fe3O4 sắp xếp thành các chuỗi thẳng hàng song song với đường sức từ. Cấu trúc vi hạt này cản trở chuyển động hỗn loạn của chất lỏng. Độ nhớt dịch thể tăng lên tức thì mà không cần nồng độ polymer quá cao. Khi ngắt từ trường, dung dịch nhanh chóng phục hồi trạng thái lỏng ban đầu. Tính chất lưu biến thuận nghịch này cho phép điều hướng dòng chảy chính xác vào các tầng chứa dầu khó tiếp cận, tối ưu hóa năng lượng bơm ép trên giàn khoan.

4.2. Tối ưu hóa tỷ số linh động và nâng cao hệ số quét thể tích

Tỷ số linh động bất lợi giữa nước và dầu thô là nguyên nhân chính gây thất thoát tài nguyên mỏ. Việc ứng dụng nano composite graphene oxit từ tính (MGO) giúp kiểm soát độ linh động chất lưu (mobility control) hiệu quả. Dung dịch duy trì độ nhớt ổn định và làm giảm vận tốc chất lưu tại các khe nứt lớn. Mặt nêm nước đẩy chuyển động phẳng và đồng đều qua toàn bộ chiều dày tầng sinh dầu. Hiện tượng đột phá nước vào giếng khai thác bị triệt tiêu đáng kể. Hệ số quét thể tích nâng cao giúp thu hồi lượng dầu thô còn kẹt lại sau giai đoạn ngập nước truyền thống, đảm bảo hiệu quả kinh tế cho dự án ngoài khơi.

V. Đánh giá độ bền nhiệt và độ mặn cao trong thu hồi dầu

Độ bền hoạt tính của chất lưu trong điều kiện khắc nghiệt quyết định tính khả thi của công nghệ. Độ bền nhiệt và độ mặn cao (HTHS conditions) tại các mỏ xa bờ thường phá hủy cấu trúc của các chất hoạt động bề mặt truyền thống. Vật liệu nano lai copolymer AM-NVP và GO-polymer thể hiện khả năng chống chịu xuất sắc. Vòng pyrrolidone trong phân tử NVP bảo vệ nhóm chức amide khỏi phản ứng thủy phân ở nhiệt độ trên 120 độ C. Mạng lưới graphene oxit ngăn chặn sự kết tụ muối canxi và magie. Nhờ đó, độ phân tán và ổn định keo (colloidal stability) duy trì liên tục trong hàng nghìn giờ thử nghiệm giả lập lòng vỉa.

5.1. Cơ chế ổn định keo của nanocomposite trong nước khoáng hóa cao

Nước vỉa chứa hàm lượng ion đa hóa trị như Ca2+ và Mg2+ rất đậm đặc. Các ion này dễ dàng trung hòa điện tích bề mặt và gây kết tụ hạt nano. Tuy nhiên, cấu trúc polymer ghép trên nano composite graphene oxit từ tính (MGO) cung cấp cơ chế bảo vệ kép. Bên cạnh lực đẩy tĩnh điện, lớp vỏ polymer tạo ra lực đẩy cản trở không gian lập thể mạnh mẽ. Các chuỗi copolymer ngăn không cho các ion đa hóa trị tiếp cận lõi nano. Hạt duy trì kích thước ổn định dưới 100 nanomet trong nước biển nhân tạo có độ mặn cao. Hiện tượng sa lắng không xảy ra, đảm bảo dung dịch lưu thông an toàn qua các lỗ rỗng vỉa chứa.

5.2. Độ bền nhiệt và hiệu suất thu hồi dầu cấp ba dài hạn

Nhiệt độ cao trong vỉa sâu thường làm biến tính chuỗi polymer thông thường. Copolymer AM-NVP kết hợp phiến graphene oxit giải quyết triệt để nhược điểm này. Liên kết cộng hóa trị vững chắc giữa phiến nano và chuỗi polymer nâng cao ngưỡng phân hủy nhiệt. Dung dịch nano thu hồi dầu (EOR nanofluid) sau khi ủ nhiệt ở 120 độ C vẫn giữ nguyên khả năng giảm sức căng bề mặt và cải thiện góc thấm ướt. Kết quả mô phỏng ngập ngập lõi đá chứng minh hệ chất lưu làm tăng hệ số thu hồi dầu thêm 15-20% so với ngập nước thông thường. Đây là bước tiến quan trọng cho quy trình thu hồi dầu cấp ba (tertiary oil recovery) tại thềm lục địa Việt Nam.

Mục lục chi tiết luận án

LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC HÌNH ẢNH
MỞ ĐẦU
1. CHƯƠNG 1: MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
1.1. Mục tiêu tổng quan
1.2. Mục tiêu cụ thể
1.3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án
1.3.1. Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano oxit sắt từ bọc polymer (PMNPs)
1.3.2. Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano GO-Polymer dưới tác dụng tia gama
1.4. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn
1.5. Tính mới của luận án
2. CHƯƠNG 2: TĂNG CƯỜNG THU HỒI DẦU
2.1. Tổng quan về quá trình tăng cường thu hồi dầu
2.2. Các phương pháp TCTHD
2.3. Cơ chế tăng cường thu hồi dầu
2.4. Các vật liệu sử dụng trong TCTHD
2.4.1. Vật liệu nano - Chất lỏng nano trong TCTHD
2.4.2. Vật liệu Polymer và GO-Polymer (GO-P)
3. CHƯƠNG 3: HÓA CHẤT VÀ VẬT LIỆU
3.1. Thiết bị, dụng cụ, phần mềm
3.2. Quy trình tổng hợp vật liệu nano từ tính bọc polymer-PMNPs
3.2.1. Tổng hợp nano oxit sắt từ MNPs
3.2.2. Quy trình tổng hợp hạt nano Fe3O4 bọc Oleic acid (OMNPs)
3.2.3. Quy trình tổng hợp vật liệu nano OMNPs bọc copolymer AM-NVP (PMNPs)
3.2.4. Tối ưu hóa các thông số của phản ứng polymer hóa
3.3. Quy trình tổng hợp vật liệu nano GO ghép polymer -GO-P(AM-NVP)
3.3.1. Tổng hợp Graphene oxide
3.3.2. Tổng hợp copolymer AM-NVP dưới tác động chiếu xạ tia gama
3.3.3. Tổng hợp vật liệu nano GO-P(AM-NVP)
3.4. Quy trình tổng hợp vật liệu nano GO ghép polymer- GO-P(AM-PVP)
3.4.1. Chiếu xạ trước polymer PVP
3.4.2. Tổng hợp Polymer P(AM-PVP)
3.4.3. Tổng hợp vật liệu nano GO-P(AM-PVP)
3.5. Các phương pháp phân tích đặc trưng hóa lý của vật liệu PMNPs, GO-P(AM-NVP), GO-P(AM-PVP)
3.6. Các phương pháp phân tích hiệu quả tăng cường thu hồi dầu
3.7. Đánh giá độ ổn định nhiệt và ổn định hóa học của PMNPs, GO-polymer
3.8. Đánh giá khả năng thay đổi tính dính ướt của đá vỉa
3.9. Đánh giá khả năng giảm sức căng bề mặt
3.10. Đánh giá khả năng tái sử dụng của PMNPs
4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. Kết quả tổng hợp vật liệu nano oxit sắt từ bọc polymer- PMNPs
4.1.1. Phân tích cấu trúc vật liệu PMNPs
4.1.2. Kích thước và hình thái hạt
4.1.3. Đặc trưng từ tính của vật liệu PMNPs
4.1.4. Kết quả tối ưu hóa quá trình polymer hóa
4.2. Đánh giá khả năng ứng dụng trong TCTHD của vật liệu nano oxit sắt từ bọc polymer-PMNPs
4.3. Kết quả tổng hợp vật liệu GO-P(AM-NVP)
4.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của liều chiếu xạ tia gama tới sản phẩm P(AM-NVP)
4.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của thành phần và nồng độ monomer đến hiệu suất sản phẩm, trọng lượng phân tử và độ nhớt copolymer P(AM-NVP)
4.3.3. Tối ưu hóa quá trình tổng hợp copolymer P(AM-NVP)
4.3.4. Các đặc trưng lý hóa của P(AM-NVP) và GO-P(AM-NVP)
4.4. Đánh giá khả năng ứng dụng vật liệu GO-P(AM-NVP) trong TCTHD
4.5. Tổng hợp vật liệu GO-P(AM-PVP)
4.5.1. Kết quả tối ưu hóa các thông số thời gian phản ứng và nồng độ AM của phản ứng polymer hóa ghép
4.5.2. Các đặc trưng hóa lý của P(AM-PVP) và GO-P(AM-PVP)
4.6. Đánh giá khả năng ứng dụng vật liệu GO-P(AM-PVP) trong TCTHD
4.7. Bảng kết luận so sánh các vật liệu đã được tổng hợp
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Bộ giáo dục viện hàn lâm khoa học và đào tạo và

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (145 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- NGUYỄN THỊ LIỄU NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO TỪ TÍNH VÀ GRAPHENE OXIT KẾT HỢP COPOLYMER AM-NVP/AM- PVP ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG TĂNG CƯỜNG THU HỒI DẦU TẠI CÁC VỈA DẦU XA BỜ NHIỆT ĐỘ CAO LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LIỆU CAO PHÂN TỬ VÀ TỔ HỢP Hà Nội- Năm 2024 BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- NGUYỄN THỊ LIỄU NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO TỪ TÍNH VÀ GRAPHENE OXIT KẾT HỢP COPOLYMER AM-NVP/AM- PVP ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG TĂNG CƯỜNG THU HỒI DẦU TẠI CÁC VỈA DẦU XA BỜ NHIỆT ĐỘ CAO LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LIỆU CAO PHÂN TỬ VÀ TỔ HỢP Mã số: 9440125 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS Nguyễn Phương Tùng 2. Nguyễn Hoàng Duy Hà Nội- Năm 2024 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án: "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano từ tính bọc polymer và vật liệu graphene oxide kết hợp polymer AM-NVP/AM-PVP định hướng ứng dụng trong tăng cường thu hồi dầu tại các vỉa dầu xa bờ nhiệt độ cao" là công trình nghiên cứu của chính mình dưới sự hướng dẫn khoa học của tập thể hướng dẫn. Luận án sử dụng thông tin trích dẫn từ nhiều nguồn tham khảo khác nhau và các thông tin trích dẫn được ghi rõ nguồn gốc.

Các kết quả nghiên cứu của tôi được công bố chung với các tác giả khác đã được sự nhất trí của đồng tác giả khi đưa vào luận án. Các số liệu, kết quả được trình bày trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác ngoài các công trình công bố của tác giả. Luận án được hoàn thành trong thời gian tôi làm nghiên cứu sinh tại Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Tác giả luận án Nguyễn Thị Liễu ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.

Nguyễn Phương Tùng và TS. Nguyễn Hoàng Duy, những người Thầy đã dành cho tôi sự động viên giúp đỡ tận tình và những định hướng khoa học hiệu quả trong suốt quá trình thực hiện luận án này. Đặc biệt tôi gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến cô giáo PGS. Nguyễn Phương Tùng ngoài việc hướng dẫn, động viên tôi cô còn thông cảm và giúp tôi vượt qua rất nhiều biến cố để hoàn thành cuốn luận án này.

Ngoài ra, tôi cũng gửi lời cảm ơn tới ThS. Hoàng Anh Quân, kỹ sư Phạm Duy Khanh- Viện khoa học Vật liệu ứng dụng, trong suốt quá trình làm luận án đã giúp đỡ tôi rất nhiều. Xin gửi lời cảm ơn tới tất cả các bạn sinh viên làm khóa luận tốt nghiệp với tôi đã hỗ trợ một phần thực nghiệm trong luận án này. Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi của Ban Lãnh đạo, phòng Đào tạo, các phòng chức năng của Học viện Khoa học và Công nghệ trong quá trình thực hiện luận án.

Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi của Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng đối với tôi trong quá trình thực hiện luận án. Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi của Ban lãnh đạo Khoa Công nghệ Hóa học, trường Đại học Công nghiệp TpHCM và của trường ĐH công nghiệp Tp.HCM đối với tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Sau cùng, tôi xin cảm ơn và thực sự không thể quên được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô, bạn bè và sự động viên, tạo điều kiện của những người thân trong gia đình trong suốt quá trình tôi hoàn thành luận án này. Tác giả luận án Nguyễn Thị Liễu iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN.

ii MỤC LỤC. iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT .vi DANH MỤC BẢNG BIỂU. viii DANH MỤC HÌNH ẢNH. Mục tiêu nghiên cứu của luận án.

Mục tiêu tổng quan. Mục tiêu cụ thể. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án. Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano oxit sắt từ bọc polymer (PMNPs).

Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano GO-Polymer dưới tác dụng tia gama. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn. Tính mới của luận án. Tăng cường thu hồi dầu.

Tổng quan về quá trình tăng cường thu hồi dầu. Các phương pháp TCTHD. Cơ chế tăng cường thu hồi dầu. Các vật liệu sử dụng trong TCTHD.

Vật liệu nano - Chất lỏng nano trong TCTHD. Vật liệu Polymer và GO-Polymer (GO-P). Hóa chất và vật liệu. Thiết bị, dụng cụ, phần mềm.

Quy trình tổng hợp vật liệu nano từ tính bọc polymer-PMNPs. Tổng hợp nano oxit sắt từ MNPs. Quy trình tổng hợp hạt nano Fe3O4 bọc Oleic acid (OMNPs). Quy trình tổng hợp vật liệu nano OMNPs bọc copolymer AM-NVP (PMNPs).

Tối ưu hóa các thông số của phản ứng polymer hóa. Quy trình tổng hợp vật liệu nano GO ghép polymer -GO-P(AM-NVP). Tổng hợp Graphene oxide. Tổng hợp copolymer AM-NVP dưới tác động chiếu xạ tia gama.

Tổng hợp vật liệu nano GO-P(AM-NVP). Quy trình tổng hợp vật liệu nano GO ghép polymer- GO-P(AM-PVP). Chiếu xạ trước polymer PVP. Tổng hợp Polymer P(AM-PVP).

Tổng hợp vật liệu nano GO-P(AM-PVP). Các phương pháp phân tích đặc trưng hóa lý của vật liệu PMNPs, GO-P(AM- NVP), GO-P(AM-PVP). Các phương pháp phân tích hiệu quả tăng cường thu hồi dầu. Đánh giá độ ổn định nhiệt và ổn định hóa học của PMNPs, GO-polymer.

Đánh giá khả năng thay đổi tính dính ướt của đá vỉa. Đánh giá khả năng giảm sức căng bề mặt. Đánh giá khả năng tái sử dụng của PMNPs. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

Kết quả tổng hợp vật liệu nano oxit sắt từ bọc polymer- PMNPs. Phân tích cấu trúc vật liệu PMNPs. Kích thước và hình thái hạt. Đặc trưng từ tính của vật liệu PMNPs.

Kết quả tối ưu hóa quá trình polymer hóa. Đánh giá khả năng ứng dụng trong TCTHD của vật liệu nano oxit sắt từ bọc polymer-PMNPs. Kết quả tổng hợp vật liệu GO-P(AM-NVP). Khảo sát ảnh hưởng của liều chiếu xạ tia gama tới sản phẩm P(AM-NVP).

Khảo sát ảnh hưởng của thành phần và nồng độ monomer đến hiệu suất sản phẩm, trọng lượng phân tử và độ nhớt copolymer P(AM-NVP). Tối ưu hóa quá trình tổng hợp copolymer P(AM-NVP). Các đặc trưng lý hóa của P(AM-NVP) và GO-P(AM-NVP). Đánh giá khả năng ứng dụng vật liệu GO-P(AM-NVP) trong TCTHD.

Tổng hợp vật liệu GO-P(AM-PVP). Kết quả tối ưu hóa các thông số thời gian phản ứng và nồng độ AM của phản ứng polymer hóa ghép. Các đặc trưng hóa lý của P(AM-PVP) và GO-P(AM-PVP). Đánh giá khả năng ứng dụng vật liệu GO-P(AM-PVP) trong TCTHD.

Bảng kết luận so sánh các vật liệu đã được tổng hợp. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.115 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ .116 TÀI LIỆU THAM KHẢO .130 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Từ viết đầy đủ TCTHD Tăng cường thu hồi dầu HSTHD Hiệu suất thu hồi dầu HĐBM Hoạt động bề mặt NPs Nanoparticles MNPs Magnetic nanoparticles (các hạt nano từ tính) OMNPs Oleic -coated Magnetic nanoparticles Hạt nano Fe3O4 bọc bởi oleic acid) PMNPs Polymer-coated magnetic nanoparticles (Copolymer NVP – co – AM bọc OMNPs) PMNPs A Polymer-coated magnetic nanoparticles A (Copolymer NVP – co – AM bọc OMNPs) OMNPs được tổng hợp theo phương pháp đồng kết tủa PMNPs B Polymer-coated magnetic nanoparticles B (Copolymer NVP – co – AM bọc OMNPs) OMNPs được tổng hợp theo phương pháp thủy nhiệt IFT Interfacial tension - Sức căng bề mặt NVP N-vinylpyrrolidone AM Acrylamide SDS Sodium dodecyl sulfate XRD X-ray diffraction- Nhiễu xạ tia X VSM Vibrating sample magnetometer (Phép đo từ kế mẫu rung) FTIR Fourier transfer infrared (Phép đo quang phổ hồng ngoại) GPC Gel permeation chromatography (Phép đo sắc ký Gel) DLS Phép đo tán xạ ánh sáng động học SEM Scanning electron microscope (Kính hiển vi điện tử quét) SEM-EDX Scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy TEM Transmission electron microscope (Kính hiển vi điện tử truyền qua) TGA Thermogravimetric analysis (Phép đo phân tích nhiệt trọng lượng) P(AM-NVP) Poly(acrylamide-N-vinylpyrrolidone) copolymers PVP Polyvinylpyrrolidone vii Từ viết tắt Từ viết đầy đủ GO Graphen oxide P(AM-PVP) Poly(acrylamide-plyvinylpyrrolidone) copolymers GO–P(AM-NVP) P(AM-NVP) copolymers covalently couple with graphene oxidenanocomposite GO–P(AM-PVP) P(AM-PVP) copolymers covalently couple with graphene oxidenanocomposite XNLD Xí nghiệp liên doanh viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Hóa chất và vật liệu .2 Thành phần và tính chất của nước biển [99] .3 Tính chất của dầu thô mỏ Bạch Hổ [100] .4 Đặc điểm của tầng Miocene và Oligocene mỏ Bạch Hổ [101] .5 Thiết bị, dụng cụ và phần mềm sử dụng để mô tả đặc tính/ nghiên cứu các vật liệu tổng hợp được .6 Các điều kiện phản ứng polymer hóa .7 Các thông số của quy hoạch thực nghiệm .8 Giá trị và khoảng biến thiên của các tham số .9 Ma trận trực giao cấp hai cho quá trình polymer hóa .10 Điều kiện thực nghiệm cho quá trình tối ưu hóa phản ứng trùng hợp.11 Điều kiện thực nghiệm cho quá trình tối ưu hóa phản ứng trùng hợp AM- PVP .12 Điều kiện thực nghiệm cho quá trình phản ứng polymer hóa ghép AM- PVP. Các peak và liên kết trong vật liệu PMNPs. Ma trận kế hoạch trực giao cấp hai của phản ứng polymer hóa.

Độ nhớt của PMNPs A và B phân tán trong nước biển tại các nồng độ khác nhau. Đồ thị biểu diễn độ nhớt của PMNPs A và PMNPs B ở các nồng độ. Sức căng bề mặt liên diện và độ nhớt của chất lỏng nano MNPs và PMNPs sau khi thu hồi và tái sử dụng. Ảnh hưởng của liều chiếu xạ gama tới sản phẩm P(AM-NVP).

Ảnh hưởng của thành phần monomer và nồng độ đến hiệu suất sản phẩm và trọng lượng phân tử. Ảnh hưởng của tỷ lệ mol(AM/NVP) và nồng độ monomer đến độ nhớt của sản phẩm. Giá trị độ nhớt của dung dịch polymer 0,5 % khối lượng ở các điều kiện trùng hợp khác nhau. Kết quả tối ưu hóa.

Độ nhớt của dung dịch polymer ở điều kiện tối ưu ở các nồng độ khác nhau. Các peak và liên kết của vật liệu. Kết quả FTIR của GO-P(AM-NVP), P(AM-NVP), GO. Độ nhớt của hệ phân tán GO-P(AM-NVP) trong nước biển ở các nồng độ khác nhau.

Ngoại quan của dung dịch P(AM-NVP) 0.5% kl và hệ phân tán GO- P(AM-NVP)1.0 %kl trong quá trình ủ. Độ nhớt của dung dịch P(AM-NVP) và của hệ phân tán GO-P(AM-NVP) trong quá trình ủ. Hiệu suất phản ứng polymer hóa ghép ở các thời gian và liều chiếu xạ PVP khác nhau .

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

Nguyễn Thị Liễu (2024). Vật liệu nano từ tính và graphene oxit tăng cường thu hồi dầu [Luận án tiến sĩ, Học viện Khoa học và Công nghệ]. LuanAn.net. https://luanan.net/quan-ly-giao-duc/nghien-cuu-vat-lieu-nano-tu-tinh-graphene-oxit-tang-cuong-thu-hoi-dau

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Vật liệu nano từ tính và graphene oxit tăng cường thu hồi dầu" nghiên cứu về vấn đề gì?

Học viện Khoa học và Đào tạo, Bộ Giáo dục: Nâng cao chất lượng giáo dục và nghiên cứu khoa học. Khám phá cơ hội học tập, phát triển sự nghiệp.

Luận án "Vật liệu nano từ tính và graphene oxit tăng cường thu hồi dầu" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Học viện Khoa học và Công nghệ. Năm bảo vệ: 2024.

Luận án "Vật liệu nano từ tính và graphene oxit tăng cường thu hồi dầu" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Vật liệu nano từ tính và graphene oxit tăng cường thu hồi dầu" thuộc chuyên ngành Vật liệu cao phân tử và tổ hợp. Danh mục: Quản Lý Giáo Dục.

Luận án "Vật liệu nano từ tính và graphene oxit tăng cường thu hồi dầu" có bao nhiêu trang?

Luận án "Vật liệu nano từ tính và graphene oxit tăng cường thu hồi dầu" có 145 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Vật liệu nano từ tính và graphene oxit tăng cường thu hồi dầu" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter