یکی از مشکلات رایج در محیط های متخلخل مانند مخازن نفتی و حتی تجهیزات سرچاهی، تشکیل رسوبات معدنی است که مستقیماً بر کاهش تولید اثرگذار است. کنترل و جلوگیری از تشکیل رسوبات به عنوان یکی از مؤثرترین راه حل ها، سال های زیادی دغدغه توأمان پژوهش و صنعت بوده است. اخیراً با توجه به محدودیت های جامعه جهانی برای حفظ محیط زیست و نیز در نظر گرفتن این نکته که پیش از استفاده از هر بازدارنده رسوب نیاز به مطالعات آزمایشگاهی عملکرد آن بازدارنده تحت شرایط میدان و چاه است، بازدارنده های سبز دوست دار محیط زیست توجه زیادی از پژوهشگران را به خود جلب کرده اند. چنانچه در این مطالعه، با استفاده از آزمایش های معمول استاتیک در دمای C° 90 به مدت 3 شبانه روز و آنالیز آزمون پراش اشعه ایکس از ذرات ترسیبی حاصل شده، کارآیی و عملکرد دو بازدارنده محرمانه سبز و یک بازدارنده تجاری پایه فسفاناته در مقابل رسوب های کلسیم کربنات و کلسیم سولفات بررسی شده است تا با توجه به شرایط آزمایش بتوان بازدارنده مناسب را تعیین کرد. نتایج نشان می دهد که برای غلظت ثابت mg/L 300 از بازدارنده های سبز A و B، به طور کلی بازدارنده A کارآیی بهتری در برابر هر دو رسوب کلسیم کربنات وکلسیم سولفات، نسبت به B از خود نشان می دهد. همچنین در مقایسه با بازدانده رسوب تجاری، مقدار کمتری از بازدارنده تجاری (mL 75 بازدارنده/ لیتر محلول) برای رسیدن به میزان کارآیی مطلوب بازدارندگی (بیش از 80%) نیاز است.

از مهم ترین روش های ازدیاد برداشت از مخازن کربناته می توان به تغییر ترشوندگی سنگ مخزن با پیدایش فناوری نانو که در چارچوب روش های ازدیاد برداشت نقش بسزایی داشته است، اشاره نمود. هدف از انجام این پروژه بهره گیری از نانو سیالات حاوی نانوذرات معدنی که از نظر اقتصادی به صرفه و سازگار بامحیط زیست است، است. به این منظور ابتدا 3 نوع نانوذره معدنی ₃اSiO₂ ،Al₂O و TiO₂ که توسط آسیاب گلوله ماهواره ای به روش مکانیکی، پودر در ابعاد میکرومتری به ابعاد نانومتری تبدیل شد. سپس 3 نانو سیال حاوی ₃اSiO₂ ،Al₂O و TiO₂ به همراه پخش کننده ها و پایدار کننده ها آماده شد. با انجام آزمایش زاویه تماس مشخص شد که زاویه تماس قطره نفت برروی سنگ کربناته نفت دوست شده بعد از پوشش دهی با نانو سیال با غلظت حداقل wt.% 01/0، از °1/132 به زاویه °1/87 تغییر یافت. سپس غلظت بهینه نانو سیال و زمان بهینه پیرسازی سنگ در نانو سیال تعیین شد که مقدار این پارامتر ها به ترتیب wt. % 01/0 و 7 روز بود. در ادامه نشان داده شد که سنگ پوشش داده شده با این نانو سیالات خاصیت ترشوندگی خود را به خوبی حفظ می کند. بر اساس آزمایش کشش بین سطحی نشان داده شد که کشش بین سطحی از mN/m 029/24 (آب و نفت) به mN/m 4 (نانو سیال و نفت) کاهش پیدا کرد. درنهایت با انجام آزمایش سیلاب زنی برروی مغزه های نفت دوست شده، بررسی ها نشان می دهد که در آزمایش سیلاب زنی حجم نفت استخراج شده 06/42% در حالت تزریق آب به 09/60% در حالت تزریق نانوسیال افزایش یافت. (نفت باقی مانده به ترتیب از cm³ 64/9 به cm³ 64/6 کاهش یافت) که در واقع ضریب بازیافت سیلاب زنی نسبت به حالت قبل 18% افزایش یافت.

تشکیل رسوبات معدنی در سازند و تسهیلات سرچاهی یکی از مهم ترین مشکلات چاه های نفت و گاز است که باعث افت تولید و در موارد حادتر بسته شدن چاه می شود. معمولا این رسوبات در اثر تغییر شرایط دمایی، فشاری و اختلاط آب های ناسازگار در مخزن به وجود می آیند. موثرترین روش جهت حل مشکل فوق به کارگیری بازدارنده مناسب به منظور جلوگیری و یا به تاخیر انداختن تشکیل رسوب می باشد. پیش از استفاده از بازدارنده رسوب در میدان، نیاز به مطالعه جامع آزمایشگاهی کارایی بازدارنده تحت شرایط مختلف می باشد. در این تحقیق کارایی بازدارنده تجاری مورد استفاده در یکی از میادین نفتی ایران برای آب تزریقی که مخلوطی از آب دریا و آب تولیدی می باشد، در شرایط محیط و شرایط مخزن مورد بررسی قرار گرفته و غلظت بهینه آن مشخص شده است.

استفاده از پلیمرها جهت کنترل تحرک پذیری آب تزریقی و ازدیاد برداشت از مخازن نفتی از سال ها پیش مورد استفاده قرار می گیرد. سیلاب زنی پلیمر موجب بهبود بازده جاروبی حجمی، کاهش پدیده انگشتی شده و ایجاد کانال و تاخیر در زمان میان شکنی آب می شود. مجموعه این فرآیندها موجب افزایش تولید نفت و کاهش هزینه های تولیدی خواهد شد. جهت انجام این فرآیند، پلیمرهای مختلف به تنهایی یا همراه با سورفکتانت و آلکالین ها مورد استفاده قرار می گیرند. در این پژوهش از یک نوع پلیمر جدید به نام FLOPPAM 3630 جهت بررسی ازدیاد برداشت مخازن نفت بسیار سنگین استفاده شده است. بدین منظور 6 محلول پلیمری با غلظت های مختلف ساخته شده و آزمایش های پایداری نسبت به نرخ برشی، زمان و دما برروی آنها انجام شد. نتایج پایداری پلیمر بیانگر پایداری آن در شرایط مختلف نرخ برشی، دما و همچنین گذشت زمان است. در نتیجه این پلیمر کاندیدای مناسبی جهت انجام آزمایش های سیلاب زنی در شرایط دمایی مخزن است. سپس 3 محلول پلیمری مناسب تر انتخاب شده و سیلاب زنی پلیمر انجام شد. نتایج نشان داد که محلول با غلظت ppm 1000 بهترین بازدهی را با حدود 40% دارد. علت بازدهی مناسب این غلظت جاروب سطحی و عمودی بیشتر آن نسبت به سایر غلظت ها است. همچنین به دلیل اختلاف بازدهی کم بین 1000 و ppm 2000 بهتر است به دلیل صرفه اقتصادی بیشتر و تزریق پذیری راحت تر آن از غلظت کمتر استفاده شود. همچنین بازدهی نفت این نوع پلیمر در بستر شنی به نسبت پلیمرهای دیگر با این شرایط آزمایش بیشتر است که استفاده از آن را اقتصادی تر جلوه می دهد.

بررسی به کارگیری نانوذرات در فرایندهای ازدیاد برداشت نفت، موضوع مطالعات جدید پژوهشگران متعددی بوده است. در تحقیق پیشِ رو، روش هم رسوبی برای سنتز نانوذرات Fe3O4 به کار رفت. برای دست یابی به سوسپانسیون پایداری از نانوذرات سنتزشده در آب، از آسکوربیک اسید برای اصلاح سطحی آن ها استفاده شد و آزمون های مختلف شناسایی شامل آزمون طیف­سنج فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) به منظور بررسی تشکیل گروه های عاملی مربوط به مواد استفاده شده، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی به منظور مطالعۀ اندازۀ نانوذرات و ریخت شناسی آن ها، پتانسیل زتا به منظور بررسی بار سطحی نانوذرات سنتزشده، انجام شد. باتوجه به نتایج، اصلاح سطحی اندازۀ نانوذرات را افزایش داده است که البته این مقدار بسیار پایین گزارش شد. هم چنین باتوجه به نتایج آزمایش پتانسیل زتا اصلاح سطحی منجربه افزایش بار سطحی نانوذرات و درنتیجه منجربه پایداری نانوذرات در آب شده است. هم چنین آزمایش های سیلاب­زنی در میکرومدل برای بررسی تأثیر حضور نانوذرات در سیال تزریقی در فرایند ازدیاد برداشت نفت به کار رفت. میزان بازیافت نفت درحضور نانوذرات درمقایسه با عدم حضور آن­ها افزایش پیدا کرد و از 19/8 درصد به 30/9درصد- برای نانوذرۀ اکسید آهن اصلاح سطح شده بااستفاده از آسکوربیک اسید- رسید که افزایش 11 درصدی را نشان می­دهد.

ازدیاد برداشت از مخازن هیدروکربنی باعث کاهش ریسک های سرمایه گذاری در پروژه های توسعه میادین هیدروکربنی می شود. با توجه به عدم قطعیت در مسایل زمین شناختی در زمان تهیه مدل های دینامیک و استاتیک میادین و هزینه بالای اجرایی کردن این پروژه ها، می توان با آنالیز آزمایشگاهی و تعمیم نتایج آنها و در نهایت مدل سازی و طراحی مخزن، این مشکل را برطرف کرد. تزریق آب مهندسی شده باعث بهبود بازیافت نفت می شود ولی مکانیزم اثر آن کاملاً مشخص نیست. براساس تحقیقات انجام شده یکی از مکانیزم های موثر آب مهندسی شده، تغییر بار الکتریکی سطح نفت و در نتیجه تغییر ترشوندگی است. در این مطالعه اثر بار الکتریکی بر رفتار ترشوندگی سنگ کربناته که موجب ازدیاد برداشت می شود، بررسی گردید. مدل های کمپلکس سطحی موجود برای مدل سنگ کلسیتی خالص و ترکیب یونی مورد استفاده در این کار، باز سازی شدند. پس از بررسی مدل ها از دو دیدگاه پتانسیل الکتریکی و جذب سطحی، بهترین مدل برای پیش بینی پتانسیل زتا در نظر گرفته شد. براساس زوایای تماس به دست آمده، آب دریای 40 بار رقیق شده نسبت به آب دریای غلیظ شده، 79/30% آب دوستی را افزایش می دهد. علاوه بر این نتایج نشان داد آب دریای40 بار رقیق شده منجر به کاهش پتانسیل زتا کلسیت خالص /شورآب از 9/2- به mV 4/5- و کاهش پتانسیل زتا نفت خام/شورآب از2/6- به mV 3/18- شد. براساس این نتایج با کاهش میزان شوری آب، بار الکتریکی این دو سطح منفی تر می شود و در نتیجه نیروی دافعه و ضخامت فیلم آبی بین این دو میان رویه افزایش می یابد. این تغییرات باعث می شود آب دوستی سنگ بیشتر شده و نفت تمایل بیشتری جهت جدا شدن از سنگ مخزن را داشته باشد و در نهایت منجر به ازدیاد برداشت می گردد.