بررسی تغییرهای تراوایی به دلیل رسوب نمک در فرایند ترسیب گاز کربن دی اکسید

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی شیمی، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

ترسیب کربن دی اکسید یکی از بهترین و مؤثرترین روش های موجود برای کاهش آزادسازی کربن دی اکسید در جو می­ باشد. از نظر ظرفیت ذخیره سازی آبده های شور بالاترین ظرفیت ذخیره سازی را دارا می ­باشند. تزریق مقدار زیادی از گاز در مخازن زیر زمینی عمیق منجر به رسوب نمک در ناحیه اطراف چاه تزریقی می­ شود. از آنجا که حجم زیادی از گاز کربن دی اکسید می ­بایست در سازندهای زیرزمینی برای مدت طولانی(کمینه 30 سال) ذخیره شود، تزریق پذیری موضوعی بسیار مهم است. رسوب نمک ناشی از فرایند تبخیر در اطراف چاه تزریقی می ­تواند به شدت تزریق پذیری را کاهش دهد. هدف از این مطالعه بررسی اثر شدت جریان تزریق گاز کربن دی اکسید و همچنین میزان شوری آب نمک سازندی بر روی تغییرهای تزریق پذیری به دلیل رسوب نمک می­باشد. نتیجه­ های این مطالعه نشان می ­دهد چندین عامل متقابل، با تغییر شدت جریان تزریق و شوری آب سازندی، بر روی تزریق پذیری تأثیر می­ گذارند که اثر متقابل آن ها تعیین کننده ی میزان تزریق پذیری خواهد بود. آنالیز نتیجه ­های تراوایی نهایی نشان داد میزان رسوب نمک با افزایش شدت جریان تزریق و کاهش شوری آب سازندی، کم می­ شود. آنالیز عدد پکلت نشان می­دهد پروفایل رسوب نمک با تغییر شدت جریان تزریق و درجه ی شوری تغییر می­ کند اما تابع شدیدتری نسبت به تغییرهای شدت جریان تزریق می ­باشد. نتیجه­ های این مطالعه برای کالیبره کردن مدل تغییرهای تراوایی به دلیل رسوب نمک مورد استفاده قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Bachu S., Adams J.J., Sequestration of CO2 in Geological Media in Response to Climate Change: Capacity of Deep Saline Aquifers to Sequester CO2 in Solution, Energy Conversion and Management, 44(20): 3151-3175 (2003).

[2] صفرزاده م.ا.، مطهری م.، بهینه­سازی همزمان ذخیره­سازی زیرزمینی گاز و ازدیاد برداشت نفت در فرایند تزریق گاز کربن دی‌اکسید با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک چند هدفه، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، 33(3): 85 تا 97 (2014).

[3] Liu H.-H., Zhang G., Yi Z., Wang Y., A Permeability-Change Relationship in the Dryout Zone for CO2 Injection into Saline Aquifers, International Journal of Greenhouse Gas Control, 15: 42-47 (2013).

[4] Le D., Mahadevan J., Productivity Loss in Gas Wells Caused by Salt Deposition, Society of Petroleum Engineers, 16(04), In: Paper SPE-132606-PA, (2011).

[5] Van Dorp QT., Slijkhuis M., Zitha PLJ., "Salt Precipitation in Gas Reservoirs", In: Paper SPE 122140-MS Presented at 8th European Formation Damage Conference, Scheveningen, The Netherlands, 27-29 May (2009).

[6] Zuluaga E., Monsalve JC., "Water Vaporization in Gas Reservoirs", In: Paper SPE 84829-MS Presented at the SPE Eastern Regional Miting, Pittsburgh, Pennsylvania, 6-10 September (2003).

[7] Zuluaga E., Munoz N.I., Obando G.A., "An Experimental Study to Evaluate Water Vaporisation and Formation Damage Caused by Dry Gas Flow Through Porous Media", In: Paper SPE 68335-MS Presented at International Symposium on Oilfield Scale, Aberdeen, United Kingdom, 30-31 January (2001).

[8] Peysson Y., Permeability Alteration Induced by Drying of Brines in Porous Media, Eur. Phys. J. Appl. Phys., 60(2), (2012).

[9] Peysson Y., André L., Azaroual M., Well Injectivity During CO2 Storage Operations in Deep Saline Aquifers—Part 1: Experimental Investigation of Drying Effects, Salt Precipitation and Capillary Forces, International Journal of GreenhouseGas Control, 22: 291-300, (2014).

[10] Bacci G., Korre A., Durucan S., Experimental Investigation into Salt Precipitation During CO2 Injection in Saline Aquifers, Energy Procedia, 4: 4450-4456, (2011).

[11] Ott H., Roels S.M., De Kloe K., Salt Precipitation Due to Supercritical Gas Injection: I. Capillary-Driven Flow in Unimodal Sandstone, International Journal of GreenhouseGas Control,43, 247-255 ,(2015).

[12] Azin R., Mehrabi N., Osfouri S., Asgari M., Experimental Study of CO2 – Saline Aquifer-Carbonate Rock Interaction During CO2 Sequestration, Procedia Earth and Planetary Science, 15: 413-420, (2015).

[13] Smith M.M., Sholokhova Y., Hao Y., Carroll S.A., CO2-Induced Dissolution of Low Permeability Carbonates. Part I: Characterization and Experiments, Advances in Water Resources, 62: 370-387, (2013).

[14] Yu Z., Liu L., Yang S., Li S., Yang Y., An Experimental Study of CO2–Brine–Rock Interaction at in Situ Pressure–Temperature Reservoir Conditions, Chemical Geology, 326–327: 88-101 (2012).

[15] Zhao D.F., Liao X.W., Yin D.D., An Experimental Study for the Effect of CO2-Brine-Rock Interaction on Reservoir Physical Properties, Journal of the Energy Institute, 88(1): 27-35, (2015).

[16] Pruess K., Müller N., Formation Dry-out From CO2 Injection into Saline Aquifers: 1. Effects of Solids Precipitation and Their Mitigation, Water Resources Research, 45(3), (2009).

[17] Nordbotten J., Celia M., Bachu S., Injection and Storage of CO2 in Deep Saline Aquifers: Analytical Solution for CO2 Plume Evolution During Injection, Transport in Porous Media, 58(3): 339-360, (2005).

[18] Racht V.G., "Fundamentals of Fractured Reservoir Engineering", Vol. 12, 1st ed., Elsevier Science (2007).

[19] Peysson Y., Fleury M., Blázquez-Pascual V., Drying Rate Measurements in Convection- and Diffusion-Driven Conditions on a Shaly Sandstone Using Nuclear Magnetic Resonance, Transport in Porous Media, 90(3): 1001-1016, (2011).

[20] Jafari Raad S.M., Azin R., Osfouri S., Measurement of CO2 Diffusivity in Synthetic and Saline Aquifer Solutions at Reservoir Conditions: the Role of Ion Interactions, Heat and Mass Transfer, 51(11): 1587-1595, (2015).

[21] Huinink H.P., Pel L., Michels M.A.J., How Ions Distribute in a Drying Porous Medium: A Simple Model, Physics of Fluids, 14(4): 1389-1395, (2002).

[22] Duan Z., Sun R., Zhu C., Chou I.M., An Improved Model for the Calculation of CO2 Solubility in Aqueous Solutions Containing Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl, and SO42−, Marine Chemistry, 98(2–4): 131-139, (2006).

[23] Pruess K., ECO2M: A TOUGH2 Fluid Property Module for Mixtures of Water, NaCl, and CO2, Including Super- and Sub-Critical Conditions, and Phase Change Between Liquid and Gaseous CO2, Earth Sciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory University of California, Berkeley, CA 94720 (2011).

[24] Verma A., Pruess K., Thermohydrological Conditions and Silica Redistribution Near High-Level Nuclear Wastes Emplaced in Saturated Geological Formations, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 93(B2): 1159-1173 (1988).