انجمن نانوفناوری ایران نانومقیاس 2423-5628 13 1 2026 06 21 Experimental Investigation of Wettability Alteration in Carbonate Reservoirs Using GO-SiO₂-TiO₂ Nanofluids بررسی آزمایشگاهی تغییر ترشوندگی در مخازن کربناته، با استفاده از نانوسیالات GO-SiO2-TiO2 540 555 737802 10.22034/ns.2026.2084884.1421 FA آرش پورعبدل شهرکردی گروه مهندسی نفت، دانشکده نفت و مهندسی شیمی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران 0000-0002-4084-4713 قاسم زرگر گروه مهندسی نفت، دانشکده نفت اهواز، دانشگاه صنعت نفت، اهواز، ایران 0000-0003-1677-381X Journal Article 2026 02 21 Wettability alteration from oil-wet to water-wet state in carbonate reservoirs, which are predominantly oil-wet, using nanofluids containing nanoparticles or nanocomposites is considered one of the most effective strategies for releasing oil adhered to rock grain surfaces and thereby enhancing oil recovery from these reservoirs. Accordingly, in this research, a new nanocomposite named graphene oxide-silica-titanium dioxide (GO-SiO2-TiO2) was synthesized and used to achieve two main goals: to induce significant wettability alteration and to determine its optimum concentration. Additionally, to obtain information about the mentioned nanocomposite and its thermal stability, six methods were used: Transmission Electron Microscopy (TEM), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Thermogravimetric Analysis (TGA), Zeta Potential, and Dynamic light scattering (DLS). According to the results of these methods, it was found that the silica and titanium dioxide nanomaterials had uniformly and regularly covered the surfaces of the graphene oxide nanosheets in the nanocomposite, and the nanocomposite also possessed high thermal stability. Then, using the sessile drop method and also slices from a carbonate core, the contact angle values at concentrations of 0 (reference or oil-wet state), 100, 500, 1500, and 2500 ppm of GO-SiO₂-TiO₂ nanofluid were measured to be 147.46°, 93.28°, 44.13°, 25.02°, and 69.71°, respectively. These results indicate that the new GO-SiO₂-TiO₂ nanocomposite exhibits a remarkable potential to induce significant wettability alteration and, consequently, to markedly improve the oil recovery factor in carbonate reservoirs, especially at the optimum concentration of 1500 ppm, which results in the maximum reduction in contact angle from 147.46° to 25.02°. ایجاد تغییر ترشوندگی از حالت نفت دوست به آب دوست در مخازن کربناته که مخازنی عمدتا نفت دوست هستند، با استفاده از نانوسیالات حاوی نانوذرات، یا نانوکامپوزیت ها، یکی از موثرترین استراتژی ها جهت آزادسازی نفت چسبیده به سطوح دانه های سنگ و در نتیجه، افزایش ضریب بازیافت نفت از این مخازن محسوب می شود. بر همین اساس و در این پژوهش، نانوکامپوزیت جدیدی به نام اکسید گرافن-سیلیکا-دی اکسید تیتانیوم (GO-SiO2-TiO2)، به منظور دستیابی به دو هدف اصلی: ایجاد تغییر ترشوندگی شدید و نیز تعیین غلظت بهینه ی آن، سنتز و استفاده گردید. علاوه بر این، جهت دستیابی به اطلاعاتی از نانوکامپوزیت مذکور و نیز میزان پایداری حرارتی آن، از 6 روش: میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM)، طیف سنجی فوتوالکتریک اشعه ی ایکس (XPS)، توزین حرارتی (TGA)، پتانسیل زتا (Zeta Potential) و پراکندگی نور پویا (DLS) استفاده شد. بر اساس نتایج این روش ها مشخص شد که نانومواد سیلیکا و دی اکسید تیتانیوم، به شکل کاملا منظم و یکنواختی سطوح نانوصفحات اکسید گرافن در نانوکامپوزیت را پوشانده اند و نانوکامپوزیت نیز از پایداری حرارتی بالایی برخوردار است. سپس، با استفاده از روش قطره ی بی پایه و نیز برش هایی از یک مغزه ی کربناته، مقادیر زاویه ی تماس در غلظت های: 0 (حالت مرجع یا نفت دوست)، 100، 500، 1500 و 2500 پی پی ام نانوسیال GO-SiO2-TiO2، به ترتیب 147.48، 93.32، 44.15، 25.17 و 69.75 درجه اندازه گیری شدند. این نتایج نشان می دهند که نانوکامپوزیت جدید پتانسیل قابل توجهی جهت ایجاد تغییر ترشوندگی شدید و متعاقب آن، افزایش چشمگیر ضریب بازیافت نفت در مخازن کربناته دارد، به ویژه در غلظت بهینه ی آن (1500 پی پی ام) که سبب بیشترین میزان کاهش زاویه ی تماس از 147.48 به 25.17 درجه می شود. https://nanomeghyas.ir/article_737802_1433ea2988d4bab9e9e706d9135b8c13.pdf