Bio-Based Long Chain Gemini Surfactants for Unconventional Reservoirs
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Surfactants in hydraulic fracturing face challenges like stability under elevated temperature, high salinity, and pH, shear resistance, and compatibility. They complicate waste treatment due to their persistence, potential environmental harm, and impact on water surface tension. While some surfactants degrade into harmless substances, they often slow down when adhering to soil or sand, potentially releasing heavy metals. Inexpensive fatty acid-based surfactants can mitigate these environmental and many operational issues. In this work, fatty acid based viscoelastic biosurfactant (BioSurfUA) is synthesized and tested for their properties for the use in unconventional reservoirs. A series of tests including thermal stability, interfacial tension, rheology, and surface tension were performed under reservoir brine and temperature conditions and compared against industry standards anionic and non-ionic surfactants, and surfactant-nanoparticle formulations. Stability in the presence of iron (iron chloride) was also performed. Moreover, BioSurfUA was also tested for oil recovery performance from tight cores and analyzed for wettability alteration agent, compared with various other surfactant-nanoparticle formulations. The produced BioSurfUA has unique advantages compared to the conventional surfactants as it demonstrated higher viscoelasticity along with ultra-low IFT at extremely low concentrations. At room temperature the shear viscosities of 0.1 wt% BioSurfUA in Tap water were measured as 850 cP, and 70 cP at the shear rate of 0.1s-1, and 100 s-1 respectively. At the higher shear rates, the domination of temperature, and salt seems negligible. In addition, it also showed great stability against a considerable amount of iron (Fe+3), and a range of alkaline pH even at the elevated temperature combinations. The diluted BioSurfUA solutions were able to stabilize the iron sulfide (FeS) in the dispersion form. BioSurfUA showed ultralow IFT (<0.01) oil and outperformed the recovery performance of conventional anionic and nonionic surfactants, and surfactant-nanoparticle formulation at low dosages, thereby offering significant cost savings. BioSurfUA, derived from sustainable and renewable sources, is more environmentally friendly and biodegradable compared to many synthetic surfactants. It addresses existing barriers to using synthetic surfactants, is relatively inexpensive to produce, and has a long shelf life. The BioSurfUA showed excellent interfacial properties, and brine and iron-tolerant behavior at low dosage.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».