عنوان پایان‌نامه
تاثیر تزریق نانوسیال بر تغییر دبی بحرانی برای مهاجرت ریزدانه های سازندی
- رشته تحصیلی
- مهندسی نفت - حفاری و بهره برداری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1657.;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TP 196;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 71121
- تاریخ دفاع
- ۲۳ آبان ۱۳۹۴
- دانشجو
- رضا حسن نژادپرشکوه
- چکیده
- در اغلب مخازن ماسه‌سنگی و خصوصا مخازن ماسه‌سنگی خوب سفت نشده، حرکت و تولید ذرات ریز سازندی همراه سیال به‌عنوان یک مشکل و معضل اساسی در صنایع نفت و گاز تبدیل شده است. تاکنون بسیاری از عوامل شیمیایی و هیدرودینامیک به‌عنوان عوامل اصلی تاثیرگذار در مهاجرت ذرات ریز سازندی شناخته شده‌اند. هدف از انجام این پایان‌نامه، بررسی تاثیر تزریق نانوسیال در کنترل مهاجرت ذرات ریز سازندی با منشا هیدرودینامیک می‌باشد که تاکنون مورد بررسی و مطالعه قرار نگرفته است. سرعت حرکت سیال در محیط متخلخل به‌عنوان یکی از عوامل اصلی هیدرودینامیکی موثر در اغلب پدیده‌های مهاجرت ذرات سازندی شناخته شده است. بررسی‌ها نشان می‌دهد که اگر میزان سرعت حرکت سیال در محیط متخلخل بیشتر از یک مقدار مشخصی گردد، مهاجرت ذرات سازندی در محیط متخلخل آغاز خواهد شد که این سرعت سیال را سرعت بحرانی می‌نامند. در واقع هدف اصلی این پایان‌نامه تاثیر تزریق نانوسیال در بهبود سرعت بحرانی مغزه متخلخل می‌باشد. در این تحقیق، در کلیه آزمایش‌های انجام شده از نانوذرات اکسید سیلیسیوم و اکسید آلومینیوم که در کارهای قبل از خود اثرات مطلوبی در کنترل مهاجرت ذرات سازندی نشان داده‌اند، استفاده گردید. کلیه آزمایش‌ها در 4 دسته مختلف انجام شد. هدف از انجام دسته اول آزمایش‌ها، انتخاب نانوذره‌ای است که بهترین عملکرد را در بهبود سرعت بحرانی سیال و درنتیجه کنترل مهاجرت ذرات سازندی از خود نشان می‌دهد. در دسته دوم آزمایش‌ها، تاثیر غلظت نانوسیال تزریقی در کنترل مهاجرت ذرات سازندی و بهبود سرعت بحرانی مورد بررسی قرار گرفت. در دسته سوم آزمایش، تاثیر شوری سیال سازندی بر عملکرد نانوسیال در بهبود سرعت بحرانی سیال و درنتیجه کنترل مهاجرت ذرات سازندی بررسی گردید. در مرحله آخر آزمایش‌ها نیز به محلول نانوسیال اکسید سیلیسیوم، سورفکتانت SDS افزوده گردید. هدف از انجام این دسته از آزمایش‌ها بررسی تاثیر سورفکتانت در عملکرد نانوسیال برای کنترل مهاجرت ذرات سازندی بوده است. نتایج حاصل از انجام آزمایش‌ها نشان می‌دهد که نانوذرات اکسید سیلسیوم توانایی بالایی در بهبود سرعت بحرانی و درنتیجه کنترل مهاجرت ذرات سازندی دارند. به‌طوری‌که نانوسیال اکسید سیلیسیوم در غلظت 1/0 درصد وزنی، بهترین عملکرد را در کنترل مهاجرت ذرات سازندی داشته و حدود 80 درصد کل از مقدار ذرات ریز خروجی از مغزه به ازای آزمایش مبنا را کاهش می‌دهد. نتایج حاصل نشان داد که در این آزمایش‌ها به علت هم‌جنس بودن جنس نانوذره اکسید سیلیسیوم با دانه‌های شیشه و سطح مغزه، مکانیزم اصلی که سبب حفظ و کنترل مهاجرت نانوذرات می‌گردد، کاهش پتانسیل زتای سطح مغزه توسط نانوسیال نبوده است. نتایج حاصل از آزمایش‌های AFM نشان داد که نانوسیال اکسید سیلیسیوم با جذب بر روی سطح شیشه به‌شدت سبب تغییر زبری سطح شیشه شده است. درنتیجه مکانیزم اصلی و غالب کنترل مهاجرت ذرات ریز توسط نانوسیال اکسید سیلیسیوم، افزایش زبری سطح مغزه متخلخل معرفی گردید.
- Abstract
- In most sandstone reservoirs and specially unconsolidated ones, production and migration of fines along with fluid is a major problem in oil and gas industry. So far many chemical and hydrodynamic factors have been introduced as major participants in fines migration. The purpose of this study is to investigate nano fluid injection effect on controlling fines migration with hydrodynamic source which have not been studied before. Fluid velocity in porous medium is known as a major hydrodynamic factors in fines migration phenomena. Studies show when fluid velocity exceeds a specific value, migration of fines begins and this velocity is called critical velocity. In fact the major purpose of this thesis is to investigate improvement of critical velocity by nano fluid injection. In this study all of the experiments were done by using Silica and Aluminum oxide nano particles which have shown good effects in controlling fines migration in previous studies. Experiments were done in four different series. The objective of first series of experiments was selection of best nano particle for improving critical velocity and migration of fines. In the second series the effect of injected nano fluid concentration on fines migration and critical velocity was investigated. In the third series the effect of formation fluid salinity on nano fluid performance in controlling fines migration and critical velocity was investigated. In the last series SDS surfactant was added to Silica oxide nano-fluid. The objective of this series was investigation of surfactant effect on nano fluid performance in controlling fines migration. Results show silica nano particles have great potential in improving critical velocity and fines migration. Silica oxide nano fluid in 0.1 wt% concentration shows the best performance in controlling fines migration and reduces 80% of the whole produced fines in base case. Results showed that due to similarity of silica oxide nano particle, glass beads and core surface, the main mechanism controlling fines migration is not core surface zeta potential reduction by nano fluid. AFM analysis proved silica oxide nano fluid changes glass surface roughness by adsorbing on its surface. As a result the main mechanism in controlling fines migration is increasing surface roughness by silica oxide nano fluid.
