Pengaruh Konsentrasi Nanopartikel Fe2O3 pada Sintesis Composite Hydrogel-Nanopartikel Berbasis Polyacrylamide sebagai Material Sand Control

Maretha, Avilia Hayuning (2026) Pengaruh Konsentrasi Nanopartikel Fe2O3 pada Sintesis Composite Hydrogel-Nanopartikel Berbasis Polyacrylamide sebagai Material Sand Control. Other thesis, Intitut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 2041221116-Undergraduate-Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Salah satu permasalahan utama yang sering terjadi adalah produksi pasir, khususnya pada reservoir batupasir yang tidak terkonsolidasi atau memiliki tingkat konsolidasi rendah. Produksi pasir tidak hanya menurunkan kualitas fluida produksi dan efisiensi proses pemisahan, tetapi juga menimbulkan dampak ekonomi dan keselamatan yang signifikan. Penambahan nanopartikel ke dalam hydrogel polymer dapat meningkatkan kekuatan mekanik dan stabilitas struktur gel, sehingga metode sand control kimia berbasis polymer gel menjadi alternatif yang menjanjikan karena mampu memperkuat konsolidasi pasir secara langsung di dalam formasi. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis nanopartikel hydrogel dengan bantuan ultrasonic, mengkarakterisasi, dan mengoptimasi sistem polymer gel Polyacrylamide (PAM) berbasis nanopartikel Fe₂O₃ sebagai metode sand control kimia. Sintesis polymer gel dilakukan melalui polimerisasi menggunakan beberapa monomer hidrofilik. Nanopartikel Fe₂O₃ terlebih dahulu didispersikan dengan ultrasonik, kemudian diikuti dengan penambahan agen pengikat silang untuk membentuk struktur hidrogel nanopartikel. Setelah proses polimerisasi, polymer gel yang terbentuk akan melalui tahap pasca-polimerisasi berupa pencucian, pengeringan, dan penggilingan untuk memperoleh bentuk serbuk yang seragam. Karakterisasi material dilakukan menggunakan FTIR, XRD, SEM, Uji Swelling, Uji Sandpack, dan Uji Kuat Tekan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa komposit hydrogel-nanopartikel dengan konsentrasi Fe₂O₃ sebesar 1,5 wt% merupakan formulasi optimum, ditunjukkan oleh nilai turbidity terendah sebesar 6,78 NTU, kuat tekan sebesar 43,88 psi, serta kemampuan swelling yang optimum dibandingkan variasi konsentrasi lainnya. Hasil tersebut menunjukkan bahwa penambahan 1,5 wt% Fe₂O₃ memberikan keseimbangan terbaik antara kemampuan menyerap fluida, kekuatan mekanik, dan efektivitas dalam mengendalikan produksi pasir.
===========================================================================================================================
One of the major challenges encountered in oil production is sand production, particularly in unconsolidated or poorly consolidated sandstone reservoirs. Sand production not only reduces produced fluid quality and separation efficiency but also causes significant economic losses and operational safety risks. Incorporating nanoparticles into polymer hydrogels can enhance the mechanical strength and structural stability of the gel, making polymer gel-based chemical sand control a promising alternative for directly strengthening sand consolidation within the reservoir formation. This study aimed to synthesize an Fe₂O₃ nanoparticle-reinforced Polyacrylamide (PAM) hydrogel using ultrasonic-assisted dispersion, characterize its properties, and optimize its performance as a chemical sand control material. The polymer gel was synthesized through free-radical polymerization using several hydrophilic monomers. Fe₂O₃ nanoparticles were first dispersed using ultrasonication, followed by the addition of a crosslinking agent to form the hydrogel nanocomposite structure. After polymerization, the hydrogel underwent post-polymerization processes, including washing, drying, and grinding to obtain a uniform powder. Material characterization was performed using FTIR, XRD, SEM, swelling, sandpack, and compressive strength tests. The results showed that the hydrogel nanocomposite containing 1.5 wt% Fe₂O₃ exhibited the optimum formulation, as indicated by the lowest turbidity value of 6,78 NTU, a compressive strength of 43.88, and an optimum swelling capacity compared with the other Fe₂O₃ concentrations. These findings demonstrate that the incorporation of 1.5 wt% Fe₂O₃ provides the best balance between fluid absorption capacity, mechanical strength, and sand control performance.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Nanopartikel, Hydrogel, Sand Control, Nanoparticles, Hydrogel, Sand Control
Subjects:	T Technology > TP Chemical technology T Technology > TP Chemical technology > TP1140 Polymers T Technology > TP Chemical technology > TP155.7 Chemical processes. T Technology > TP Chemical technology > TP248 Nanogels. Nanoparticles. T Technology > TP Chemical technology > TP315 Fuel
Divisions:	Faculty of Vocational > 24305-Industrial Chemical Engineering
Depositing User:	Avilia Hayuning Maretha
Date Deposited:	04 Aug 2026 01:13
Last Modified:	04 Aug 2026 01:13
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/142539

Actions (login required)

View Item