석유회수증진을 위한 도데실 알킬 황산염의 Surfactant Flooding 특성

Title
석유회수증진을 위한 도데실 알킬 황산염의 Surfactant Flooding 특성
Authors
고관민
Keywords
석유회수증진을위한도데실알킬황산염의surfactantflooding특성
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
Surfactant Enhanced Oil Recovery는 석유회수증진기술(EOR)의 한 종류로서 저류층에 계면활성제 수용액을 주입하여 잔류 오일을 생산하는 방법이다. 하지만 현재 계면활성제만 주입을 하는 것보다는 두 개 이상의 화학 혼합물을 주입을 하는 것이 더욱 효과적인 것으로 보고되어 있다. 한 예가 Alkaline-Surfactant-Polymer(ASP)를 주입하는 것이다. ASP를 적용하기 위해서는 화학물질(알칼리, 계면활성제, 고분자)의 복잡성을 이해하여야 한다. 특히, 계면활성제의 구조와 상거동에 대한 이해는 잔류오일을 원활하게 생산하기 위해서는 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 ASP 연구를 위한 전 단계로 상거동 실험을 통해 도데실 알킬 황산염 계면활성제와 특정한 원유간의 상관관계를 알아보았다. 실험결과 측쇄 배열이 직쇄 배열보다 효과적이며 활발한 반응을 보임을 알았다. 염수는 3 wt.%까지 마이크로-에멀션 상태가 안정적으로 관찰되었다. 비중이 다른 오일을 대상으로 한 실험에서도 염수에 대한 결과가 비슷하였으므로 유체주입 실험에서는 쿠웨이트산 원유만 사용하였다. Co-surfactant를 첨가하면 에멀션 활동이 더욱 활발해지지만, 0.25 wt.% 이상 첨가하면 에멀션에서 상 변화가 일어나지 않았다. 다공질 매체에서 도데실 알킬 황산염에 의한 잔류오일 생산 가능성을 알아보기 위해 Gravity Drainage Flooding Test (GDFT)를 실시하였고, 60℃가 넘는 조건에서만 다공질 매체에서 수용액이 투과되는 것을 확인하였다. 상거동 실험 결과를 기반으로 실시한 유체주입 실험에서는 3 wt.%의 염수와 2 wt.%의 계면활성제를 사용할 경우 계면활성제 수용액의 단위 공극부피당 평균 26.6%의 오일 생산량이 증가하는 것으로 나타났다. 미세한 양의 사용만으로도 오일 생산량의 증가가 일어나는지를 알아보기 위해 0.01 wt.%의 co-surfactant를 적용하였다. 실험결과 0.01 wt.% 의 co-surfactant 사용만으로도 생산량이 1.6% 증가하였다. 한편, 상거동 실험과는 상반되게 유체주입 실험에서는 직쇄 배열이 측쇄 배열보다 1.3% 더 많은 오일을 생산하는 것으로 나타났다.
Description
1. 서 론 1 2. 문 헌 연 구 3 2.1. 석유회수증진기술 3 2.2. Chemical EOR (CEOR) 5 2.2.1. 배 경 5 2.2.2. Surfactant EOR 6 3. 실 험 18 3.1. 실 험 장 비. 18 3.1.1. 상거동(Phase Behavoir) 실험 18 3.1.2. 유체주입 실험(Core Flooding) 19 3.2. 실 험 재 료. 22 3.2.1. 계면활성제 22 3.2.2. 원유 22 3.2.3. 코어(Core) 23 3.3. 실 험 방 법. 24 3.3.1. 마이크로-에멀션 상거동 실험 24 3.3.2. 유체주입 실험 25 3.4. 유체주입 실험 계산법. 27 3.4.1. 공극 부피 27 3.4.2. 가용적과 공극률 27 3.4.3. 절대 투과도 28 3.4.4. 유효 오일 투과도 28 3.4.5. 유효 물 투과도 28 3.4.6. 최초 오일 포화율 29 3.4.7. 잔류 오일 포화율 29 3.4.8. 계면활성제 수용액 주입 후 잔류 오일 포화율 29 3.4.9. 회수율 30 3.4.10. 3차 회수율 30 4. 실험 결과 및 고찰 31 4.1. 상거동 실험. 31 4.1.1. 마이크로-에멀션 상거동 실험 31 4.1.2. Small Scale Gravity Drainage Flooding Test (GDFT) 39 4.1.3. 유체주입 실험 준비 41 4.2. 유체주입 실험. 42 4.2.1. 염수 주입 42 4.2.2. 오일 주입 42 4.2.3. 물 주입 43 4.2.4. 계면활성제 수용액 주입 43 4.2.5. 회수율 및 3차 회수율 44 5. 결 론 46 사용문자의 정의 및 단위 49 참 고 문 헌 50
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23446
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College of Engineering(공과대학) > Energy Resource Engineering (에너지자원공학) > Theses(에너지자원공학 석박사 학위논문)
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