بررسی تزریق آب هوشمند به مخازن آب دوست کربناته

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

آزمایشگاه ازدیاد برداشت نفت (EOR) و فرآوری گاز، دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی نوشیروانی، بابل، ایران

چکیده

در سال‌های اخیر، تزریق آب هوشمند به عنوان یک روش کارآمد ازدیاد برداشت نفت مورد توجه ویژه پژوهشگران قرار گرفته است. از جمله عامل‌های مهم و تاثیرگذار بر تعادل ترمودینامیکی، کشش بین سطحی، ترشوندگی و غلظت و نوع نمک می‌باشند. در این پژوهش، تاثیر تزریق آب هوشمند بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی سنگ مخزن و تغییر این تعادل در جهت مطلوب و افزایش تولید نفت مورد بررسی قرار گرفته است. برای رسیدن به این هدف، اندازه‌گیری کشش بین سطحی و زاویه تماس و آزمایش سیلاب زنی مغزه انجام شده است. در ابتدا، پس از تهیه سنگ از رخنمون باباکوهی استان فارس و انجام تستهای میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف‌نگاری فلوئورسانس اشعه ایکس (XRF)، اثر نمک‌های NaCl، KCl، Na2SO4 و MgCl2 و ترکیب نمک‌های MgCl2/NaCl با قدرت یونی یکسان 7/0 بر تغییر ترشوندگی سنگ کربناته دولومیته آب دوست مورد بررسی قرار گرفته است. اثر نمک‌های فوق بر میزان کاهش کشش بین سطحی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر آن، با کمک کشش بین سطحی و زاویه تماس اندازه گیری شده، ضریب پخش‌شوندگی محاسبه شد تا آب تزریقی مناسب برای تست‌های سیلاب زنی انتخاب شود. در انتها، آزمایش‌های سیلاب زنی با مغزه‌هایی با تراوایی و تخلخل نزدیک به هم انجام شد. طبق نتیجه‌ها، نوع نمک تاثیر بسزایی بر تغییر ترشوندگی سنگ کربناته آب دوست ندارد. با وجود مشاهده کاهش کشش بین سطحی در حضور نمک، این تاثیر بر ضریب پخش‌شوندگی قابل توجه نبوده است. با وجود این، تزریق محلول آبی شامل نمک MgCl2 باعث برداشت 1/6 % نفت در جای ‌باقی‌مانده (OOIP) در مرحله سوم شده است که نشان از پیچیدگی مکانیسم غالب در حین تزریق آب هوشمند به مخازن آب دوست دارد. نتیجه‌های این پژوهش نشان می‌دهد که زمان پیرشدگی پارامتر موثر و مفیدی در میزان برداشت نفت می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Green D., Willhite G., Enhanced Oil Recovery, Volume 6. Society of Petroleum Engineers, Richardson, Texas, USA, (1998).
[2] Tang G.-Q., Morrow N.R., Influence of Brine Composition and Fines Migration on Crude Oil/Brine/Rock Interactions and Oil Recovery, Journal of Petroleum Science and Engineering, 24(2-4): 99-111 (1999).
[4] Ebrahimzadeh Rajaee S., Safekordi A.A., Gerami S., Bahramian A., Ganjeh-ghazvini M., Experimental Study on Enhanced Oil Recovery by Low Salinity Water Flooding on the Fractured Dolomite Reservoir, Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering (IJCCE) 40(5): 1703-1719 (2020).
[5] Seccombe J.C., Lager A., Webb K.J., Jerauld G., Fueg E., "Improving Wateflood Recovery: Losaltm Eor Field Evaluation", Society of Petroleum Engineers, Oklahoma, USA, 20-23 April, (2008).
[6] Rivet S., Lake L.W., Pope G.A., A Coreflood Investigation of Low-Salinity Enhanced Oil Recovery, Society of Petroleum Engineers, Florence, Italy, 19–22 September, (2010).
[7] Nasralla R.A., Alotaibi M.B., Nasr-El-Din H.A., Efficiency of Oil Recovery by Low Salinity Water Flooding in Sandstone Reservoirs, Society of Petroleum Engineers, Anchorage, Alaska, USA, 7–11 May, (2011).
[8] Austad T., RezaeiDoust A., Puntervold T., Chemical Mechanism of Low Salinity Water Flooding in Sandstone Reservoirs, Society of Petroleum Engineers, Tulsa, Oklahoma, USA, 24–28 April, (2010).
[9] Yousef A.A., Al-Saleh S., Al-Kaabi A.U., Al-Jawfi M.S., Laboratory Investigation of Novel Oil Recovery Method for Carbonate Reservoirs, Society of Petroleum Engineers, Calgary, Alberta, Canada, 19–21 October, (2010).
[11] McGuire P., Chatham J., Paskvan F., Sommer D., Carini F., Low Salinity Oil Recovery: An Exciting New Eor Opportunity for Alaska's North Slope, Society of Petroleum Engineers, Irvine, California, USA, 30 April-1 March (2005).
[12] Hamouda A.A., Karoussi O., Effect of Temperature, Wettability and Relative Permeability on Oil Recovery from Oil-Wet Chalk, Energies, 1(1): 19-34 (2008).
[13] Serrano-Saldaña E., Domı́nguez-Ortiz A., Pérez-Aguilar H., Kornhauser-Strauss I., Rojas-González F., Wettability of Solid/Brine/N-Dodecane Systems: Experimental Study of the Effects of Ionic Strength and Surfactant Concentration, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 241(1-3): 343-349 (2004).
[14] Xu W., Experimental Investigation of Dynamic Interfacial Interactions at Reservoir Conditions, Master Thesis, Louisiana State University and Agricultural & Mechanical College, USA, (2005).
[15] Yousef A.A., Al-Saleh S., Al-Jawfi M.S., Smart Waterflooding for Carbonate Reservoirs: Salinity and Role of Ions, Society of Petroleum Engineers, Manama, Bahrain, 25–28 September, (2011).
[16] Isaacs E., Smolek K., Interfacial Tension Behavior of Athabasca Bitumen/Aqueous Surfactant Systems, The Canadian Journal of Chemical Engineering, 61(2): 233-240 (1983).
[17] Chandrasekhar S., Wettability Alteration with Brine Composition in High Temperature Carbonate Reservoirs, Society of Petroleum Engineers, September 30–October 2, New Orleans, Louisiana, USA, (2013).
[18]  منتظری م.، شهرآبادی ع.، نورعلیشاهی ع.، موسویان م.ع.، حلاج ثانی ا.، بررسی پدیده تغییر ترشوندگی در فرآیند تزریق آب هوشمند به مخازن کربناته با استفاده از آزمایش پتانسیل زتا و زاویه تماس، پژوهش نفت، (4)28: 29 تا 39 (1397).
[20] Newcombe J., McGhee J., Rzasa M., Wettability Versus Displacement in Water Flooding in Unconsolidated Sand Columns, Transactions of the AIME, 204(01): 227-232 (1955).
[21] Lashkarbolooki M., Ayatollahi S., Riazi M., The Impacts of Aqueous Ions on Interfacial Tension and Wettability of an Asphaltenic–Acidic Crude Oil Reservoir During Smart Water Injection, Journal of Chemical & Engineering Data, 59(11): 3624-3634 (2014).
[22] Lashkarbolooki M., Ayatollahi S., Investigating Injection of Low Salinity Brine in Carbonate Rock with the Assist of Works of Cohesion and Adhesion and Spreading Coefficient Calculations, Journal of Petroleum Science and Engineering, 161: 381-389 (2018).
[23] ابراهیم زاده ش.، سیف کردی ع.ا.، گرامی ش.، گنجه قزوینی م، مروری بر مطالعات تزریق آب کم شور در مخازن کربناته و چالش‌های موجود، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (3)38: 305 تا 317 (1398). 
[24] AlShaikh M., Mahadevan J., Impact of Brine Composition on Carbonate Wettability: A Sensitivity Study, Society of Petroleum Engineers, Al-Khobar, Saudi Arabia, 21–24 April, (2014).
[25] Lashkarbolooki M., Ayatollahi S., Riazi M., Mechanistical Study of Effect of Ions in Smart Water Injection into Carbonate Oil Reservoir, Process Safety and Environmental Protection, 105: 361-372 (2017).
[26] Al-Khafaji A., Neville A., Wilson M., Wen D., Effect of Low Salinity on the Oil Desorption Efficiency from Calcite and Silica Surfaces, Energy & Fuels, 31(11): 11892-11901 (2017).
[27] Bureau C., A Division of Plenum Publishing Corporation, 227 West 17th Street, New York, NY, 10011: (1974).
[28] Lashkarbolooki M., Riazi M., Hajibagheri F., Ayatollahi S., Low Salinity Injection into Asphaltenic-Carbonate Oil Reservoir, Mechanistical Study, Journal of Molecular Liquids, 216: 377-386 (2016).
[29] Xing W., Song Y., Zhang Y., Nishio M., Zhan Y., Jian W., Shen Y., Research Progress of the Interfacial Tension in Supercritical CO2-Water/Oil System, Energy Procedia, 37: 6928-6935 (2013).
[30] Tan Y., Guo M., Using Surface Free Energy Method to Study the Cohesion and Adhesion of Asphalt Mastic, Construction and Building Materials, 47: 254-260 (2013).
[31] Lamperti R., Grenfell J., Sangiorgi C., Lantieri C., Airey G.D., Influence of Waxes on Adhesion Properties of Bituminous Binders, Construction and Building Materials, 76: 404-412 (2015).
[32] Kakar M.R., Hamzah M.O., Akhtar M.N., Woodward D., Surface Free Energy and Moisture Susceptibility Evaluation of Asphalt Binders Modified with Surfactant-Based Chemical Additive, Journal of cleaner production, 112: 2342-2353 (2016).
[33] Yu L., Buckley J., Evolution of Wetting Alteration by Adsorption from Crude Oil, SPE Formation Evaluation, 12(01): 5-12 (1997).
[34] Anderson W.G., Wettability Literature Survey-Part 1: Rock/Oil/Brine Interactions and the Effects of Core Handling on Wettability, Journal of petroleum technology, 38(10):  1125-1144 (1986).
[35] Lashkarbolooki M., Ayatollahi S., Riazi M., Mechanistic Study on the Dynamic Interfacial Tension of Crude Oil+ Water Systems: Experimental and Modeling Approaches, Journal of industrial and engineering chemistry, 35: 408-416 (2016).
[36] Hamouda A.A., Bagalkot N., Experimental Investigation of Temperature on Interfacial Tension and Its Relation to Alterations of Hydrocarbon Properties in a Carbonated Water/Hydrocarbon System, International Journal of Chemical Engineering and Applications, 9(2): 58-63 (2018).
[37] Kumar B., "Effect of Salinity on the Interfacial Tension of Model and Crude Oil Systems", Master Thesis, Graduate Studies, University of Calgary, Calgary, Canada (2012).
[40] Anderson W., Wettability Literature Survey-Part 4: Effects of Wettability on Capillary Pressure Literature, Journal of petroleum technology, 39(10): 1283-1300 (1986).