عنوان پایان‌نامه
بررسی ازمایشگاهی و تحلیلی اثر تورم رس بر آسیب سازند با استفاده از میکرومدل
- رشته تحصیلی
- مهندسی نفت - حفاری و بهره برداری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1675.;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TP 202;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72172
- تاریخ دفاع
- ۰۷ آذر ۱۳۹۴
- دانشجو
- میلاد شریفی پور
- استاد راهنما
- علی نخعی
- چکیده
- امروزه افزایش بهره‌وری از مخازن نفت و گاز به‌عنوان یکی از مهم‌ترین اولویت‌های مراکز تحقیقاتی و صنعتی موردتوجه قرارگرفته است. یکی از روش‌های مؤثر در افزایش بهره‌وری، پیشگیری و برطرف کردن آسیب سازند است. چراکه جلوگیری از آسیب سازند برای عملیات تولید اقتصادی چاه‌های نفت و گاز امری ضروری است. کانی‌های رسی ازجمله کانی‌های منحصربه‌فردی در طبیعت هستند که تورم و مهاجرت آن‌ها باعث آسیب به سازند در حین عملیات مختلف بهره‌برداری از مخازن نفت و گاز می‌شود. اکثر سازندهای نفتی و گازی حاوی کانی‌های رسی هستند که یا در طول مراحل رسوب‌گذاری اولیه نهشته شده‌اند (رس‌های آواری ) و یا از جریان سیالات داخل سنگ مخزن ته‌نشین شده‌اند (رس‌های درجازا ). این ذرات و دانه‌های ریز رسی قرارگرفته بر روی دیواره‌ی خلل و فرج سنگ مخزن به دلیل سایز کوچک و سطح جانبی بسیار زیاد آن‌ها ازجمله فعال‌ترین بخش سازندها محسوب می‌شوند. علاوه بر اینکه کنده شدن و مهاجرت این ذرات رسی در محیط متخلخل می‌تواند به سازند آسیب وارد کند و تراوایی را کاهش دهد، تورم رس نیز عاملی است که در کاهش تراوایی و آسیب‌دیدگی به سنگ مخزن سهیم می‌باشد. لذا شناخت دقیق مکانیسم‌های این عوامل آسیب‌زننده‌ی رس‌ها و میزان صدمه ناشی از آن‌ها در شرایط مختلف می‌تواند کمک به سزایی در پیشگیری از وقوع و برطرف کردن آسیب‌های حاصل از آن‌ها داشته باشد. معمولاً برای بررسی اثر تورم رس از آزمایشات طراحی‌شده بر روی مغزه‌های طبیعی (و یا مصنوعی) استفاده می‌کنند، هرچند آزمایشات سیلاب‌زنی مغزه می‌توانند دید خوبی از اینکه چگونه تورم رس می‌تواند بر جریان سیال از داخل سنگ واقعی تأثیر داشته باشد، فراهم کنند اما آن‌ها چیزی شبیه جعبه سیاه می‌باشند، زیرا تجسم و تصور در مقیاس خلل و فرج در آن‌ها امکان‌پذیر نیست. بنابراین هدفی که در انجام این پروژه دنبال شد، بررسی اثر تورم رس بر آسیب سازند به‌صورت بصری و بهره‌گیری از تکنیک آنالیز تصاویر جهت کمی سازی تصاویر گرفته‌شده از میکرومدل در طول فرآیند سیلاب‌زنی شوراب رقیق بوده است؛ نتایج و دلایل مربوط به مکانیزم کاهش تراوایی در حجم‌های حفره تزریقی مختلف مورد بحث واقع شده است. همچنین درنهایت یک مدل آزمایشگاهی برای میزان آسیب تراوایی ناشی از تورم رس به‌صورت تابعی از سایز حفره و سایز گلوگاه و غلظت رس تعیین گردید.
- Abstract
- Nowadays there is a very intense attention in increasing productivity of oil and gas reservoirs. One of the effective method for approaching this goal is prevention and obviation of the formation damage, because prevention from formation damage for economical production of oil and gas well is necessary. Clay minerals are individual minerals which their potential of swelling and migrating during various production operation of oil and gas reservoirs can cause formation damage. Most oil and gas producing formations contain clay minerals that were originally deposited during sedimentation (detrital clay), or precipitated from fluids flowing through the matrix (authigenic clay). These small clay particles are the most active part of reservoirs almost entirely because of having small size and large specific surface area. In addition to detachment and migration of the clay particles in porous media can cause the formation damage, clay swelling is also the important factor that participates in permeability impairment or formation damage. Therefore the good understanding of the mechanisms of damaging factors of clays and the damaged caused by them in different conditions can be a great help in preventing and resolving damage caused by them. The flow experiments were conducted in Micromodel filled with sodium bentonite as swelling clay. Image processing techniques are applied to estimate effective porosity of Micromodel during LSW flooding. The effect of different aspect ratio sizes and clay concentration on the permeability impairment of micromodel has been studied. The magnitude of the damage increases with increasing concentration of clay and increasing aspect ratio sizes. Changes in the reduction of permeability of micromodel caused by swelling clay with injected pore volume of low salinity water was determined at pore scale. Reduction in permeability is attributed to the two mechanisms of osmotic swelling and effective porosity reduction. These results and the implications of the mechanism of permeability reduction are discussed. Furthermore an experimental model for permeability impairment caused by clay swelling as a function of the aspect ratio and clay concentration was determined.
