بررسی مکانیسمی ذخیره سازی گاز کربن دی اکسید با استفاده از منحنی های تراوایی نسبی

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی نفت، دانشگاه صنعت نفت، اهواز، ایران

چکیده

یکی از مشکل های حال حاضر که جامعه ­های جهانی به آن گرفتار هستند، آلودگی محیط ­زیست ناشی از آزادسازی گازهای گلخانه ­ای می­باشد. جدا­سازی و دخیره ­سازی کربن یکی از مطمئن ­ترین راه­ حل­های کوتاه تا بلند مدت برای کاهش گازهای اسیدی مخاطره­ آمیز تولید شده در صنایع گوناگون می ­باشد. هرچند که سفره ­های آب نمک عمیق کاندید مناسبی برای ذخیره­سازی حجم بالایی از گاز کربن دی اکسید می ­باشند، ولی مخزن­ های تخلیه شده نفت و گاز نیز می­ توانند هم­زمان گزینه مناسبی برای ذخیره گاز و هم روشی مطمئن برای افزایش تولید هیدروکربن­ ها باشند. برای آن که یک عملیات ذخیره ­سازی موفقیت ­آمیز باشد، ضروری است که توان ذخیره­ سازی مخزن، تزریق پذیری، و فاکتور نگهداری آن مورد بررسی قرار گیرد. هرچند تاکنون پژوهش­های آزمایشگاهی کمی به­ویژه روی بحث تزریق ­پذیری مخزن انجام شده است؛ به طوری که این فاکتور به طور مستقیم توسط ویژگی­ های سنگ و سیال مانند تراوایی مطلق و نسبی کنترل می شود. بنابراین، تعیین و اندازه­ گیری منحنی­ های تراوایی نسبی و نقطه­ های پایانی آن­ ها در فهم ویژگی های جریانی درون محیط متخلخل الزامی می باشد. در اولین بخش این پژوهش، منحنی­ های تراوایی نسبی آب/ کربن دی اکسید برای سه نمونه سنگ با تراوایی مطلق متفاوت اندازه ­گیری شده است. برای این منظور ارزیابی­ های آزمایشگاهی در بعد مغزه روی سنگ­های کربناته انجام گرفته است. در ادامه برای تعیین مکانیسم های پیش رو در تزریق گاز کربن دی اکسید به یک لایه، و همچنین ارزیابی درصد گاز حبس شده، از گاز نیتروژن با همان شرایط اولیه با تقریب بسیار خوبی استفاده شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[2] Miri R., Hellevang H., Salt Precipitation During CO2 Storage-A Review. International Journal of Greenhouse Gas Control, 51(Supplement C): 136-147 (2016).
[3] Bennion D.B., Bachu S., Drainage and Imbibition CO2/Brine Relative Permeability Curves at Reservoir Conditions for High-Permeability Carbonate Rocks, in: "SPE Annual Technical Conference and Exhibition". Society of Petroleum Engineers: Florence, Italy. (2010).
[4] Stocker T.F., Qin D., Plattner G.-K., Tignor M., Allen S.K., Boschung J., Nauels A., Xia Y., Bex V., Midgley P.M., "Technical Summary, in Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change", Editors., Cambridge University Press: Cambridge, NY, USA. 33–115. (2013).
[5] Thomas H., Bozec Y., Elkhalay K., J. W. de Baar H., Enhanced Open Ocean Storage of CO2 from Shelf Sea Pumping. Science, 304(5673): 1005-1008. (2004).
[6] Benson S.M., Orr F.M., Carbon Dioxide Capture and Storage. MRS Bulletin, 33(4): 303-305. (2008).
[8] Bennion B., Bachu S., "Relative Permeability Characteristics for Supercritical CO2 Displacing Water in a Variety of Potential Sequestration Zones", in SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Society of Petroleum Engineers: Dallas, Texas. (2005).
[9] Bandara U.C., Tartakovsky A.M., Palmer B.J., Pore-scale Study of Capillary Trapping Mechanism During CO2 Injection in Geological Formations. International Journal of Greenhouse Gas Control, 5(6): 1566-1577. (2011).
[10] Zeidouni M., Pooladi-Darvish M., Keith D., Analytical Solution to Evaluate Salt Precipitation During CO2 Injection in Saline Aquifers. International Journal of Greenhouse Gas Control, 3(5): 600-611. (2009).
[11] جدی زاهد، جواد؛ رستمی بهزاد، بررسی تغییرهای تراوایی به دلیل رسوب نمک در فرایند ترسیب گاز کربن دی اکسید، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (3)36: 187 تا 197 (1396).
[12] Bachu S., Bennion B., Effects of in-Situ Conditions on Relative Permeability Characteristics of CO2-Brine Systems. Environmental Geology, 54(8): 1707-1722. (2008).
[13] Levine, J.S., Goldberg, D.S., Lackner, K.S., Matter, J.M., Supp, M.G., Ramakrishnan, T.S., Relative Permeability Experiments of Carbon Dioxide Displacing Brine and Their Implications for Carbon Sequestration. Environmental Science & Technology, 48(1): 811-818. (2014).
[14] Zhang Y., Nishizawa O., Park H., Kiyama T., Xue Z., Relative Permeability of CO2 in a Low-permeability Rock: Implications for CO2 Flow Behavior in Reservoirs with Tight Interlayers. Energy Procedia, 114: 4822-4831. (2017).
[15] Johnson E.F., Bossler.P. D., Bossler V.O.N., “Calculation of Relative Permeability from Displacement Experiments", Society of Petroleum Engineers. 3. (1959).
[16] Richmond P.C., Watson A.T., Comparison of Implicit and Explicit Methods for Interpreting Displacement Data. SPE Reservoir Engineering, 5(03): 389-392. (1990).
[17] Burdine, N.T., Relative Permeability Calculations from Pore Size Distribution Data. Journal of Petroleum Technology, 5(03): p. 71-78. (1953).