عنوان پایان‌نامه
تعیین آزمایشگاهی رسوب مواد معدنی در طول تزریق آب هوشمند بر مخازن نفتی کربناته به منظور ازدیاد برداشت نفت
- رشته تحصیلی
- مهندسی نفت- مهندسی بهره برداری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TP 228;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1803.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78085;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TP 228;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1803.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شم
- تاریخ دفاع
- ۱۶ آبان ۱۳۹۵
- دانشجو
- جواد قاسمیان
- استاد راهنما
- سیاوش ریاحی
- چکیده
- تزریق آب هوشمند بعنوان یک روش موثر ازدیاد برداشت نفت (EOR) شناخته شده است، که با تغییر ترشوندگی سنگ مخزن از نفت دوست به آب دوست و کاهش کشش بین سطحی به کارایی بهتر جاروب نفت کمک می کند. این آب حاوی یون های فعال/ واکنشگر مانند، ? Mg?^(2+)، ?Ca?^(2+) و ?? SO?_4?^(2-) می باشد، که به عنوان یون های تعیین کننده ی پتانسیل سطح عمل می کنند، زیرا این یون ها توانایی تغییر بار سطح سنگ کربناته را دارند. یکی از نگرانی های عمده در پیاده سازی یک عملیات سیلاب زنی موثر، عدم سازگاری بین آب سازند و آب تزریقی می باشد. هدف از این کار پژوهشی بررسی چالش احتمال تشکیل رسوبات معدنی در طول تزریق آب هوشمند می باشد. بنابراین، در این مطالعه تلاش شده است تا سازگاری آب هوشمند تزریقی و آب سازند مورد بررسی واقع شود. در گام اول، آب دریا به عنوان پایه برای آب هوشمند آماده شد، تا تاثیر نوع یون ها و شوری کل آب تزریقی بر مقدار رسوب ?CaSO?_4 مورد آزمایش واقع شود. برای بررسی تاثیر هر یون و شوری آب تزریقی تست ها در شرایط استاتیک و دینامیک انجام شدند. براساس نتایج بدست آمده، با افزایش غلظت یون سولفات در آب تزریقی از 25/0 تا 1 برابر مقدار آن در آب دریا، رسوب سولفات کلسیم با یک روند بسیار ناچیز افزایش پیدا کرد. اما افزایش غلظت سولفات بیش از 1 برابر غلطت آن در آب دریا، سبب افزایش قابل توجه در تشکیل رسوب سولفات کلسیم شد. با افزایش غلظت سولفات بیشتر از 1 برابر آن در آب دریا، درجه ی فوق اشباعی، نرخ واکنش، هسته سازی، رشد کریستال ها، انسداد و گرفتگی حفرات افزایش یافته و سبب کاهش 5% نفوذپذیری نسبت به تزریق آب دریا شد. بنابر نتایج این تحقیق، با افزایش غلظت این یون بیش از 1 برابر آن در آب دریا ریسک آسیب سازند به شدت افزایش می یابد. بهینه ترین غلظت یون سولفات در آب تزریقی25/0 تا 1 برابر مقدار آن در آب دریا می باشد. با افزایش غلظت یون کلسیم از 5/0 تا 4 برابر مقدار آن در آب دریا، موجب تشدید پدیده ی فوق اشباعی محلول شده و رسوب سولفات کلسیم با یک روند ملایمی افزایش می یابد. بر خلاف یون های سولفات و کلسیم، حضور یون منیزیم در آب دریا موجب حلالیت بیشتر سولفات کلسیم می شود. با افزایش غلظت یون منیزیم از 5/0 تا 4 برابر غلظت آن در آب دریا، سبب افزایش 7% نفوذپذیری نسبت به تزریق آب دریا شد. نتایج این تحقیق همچنین نشان می دهد، در یک شوری بهینه حداقل مقدار رسوب سولفات کلسیم تشکیل می شود. بر اساس نتایج آب دریا با 5 مرتبه رقیق سازی به عنوان شوری بهینه بدست آمد. این تحقیق کمک می کند که در طراحی ترکیب آب هوشمند تزریقی برای سیلاب زنی مخازن با در نظر گرفتن احتمال رسوب مواد معدنی، مناسب ترین ترکیب آب هوشمند شناسایی شود و ریسک عملیاتی این روش کاهش یابد. واژه های کلیدی: تزریق آب، آب هوشمند، یون های تعیین کننده ی پتانسیل، رسوب مواد معدنی، کاهش نفوذپذیری
- Abstract
- Smart water injection is determined as an effective EOR process to change the wettability and interfacial tension for better micro/macro sweep efficiencies. This water contains reactive ions such as? Mg?^(2+), ?Ca?^(2+) and?? SO?_4?^(2-) which can act as potential determining ions and change the surface charge of calcite rocks. One of the major concerns in the execution of an effective waterflood, especially in tight carbonate reservoirs, is the incompatibility between the formation brine and the injecting water. This research work aims to investigate the most important challenge of waterflooding process related to the possible formation damage due to inorganic scale deposition during experimental smart water injection. In order to examine the impact of potential determining ions such as? Mg?^(2+), ?Ca?^(2+), and ??SO?_4?^(2-) and the salinity of the injecting brine on total amount of ?CaSO?_4 precipitation, all experiments in this study were accomplished based on sea water treatments.The tests were performed to find the effects of each ion at static and dynamic conditions. According to the obtained results, as the concentration of ??SO?_4?^(2-) in the injecting water increases from 1?4 to 1 times of its concentration in ordinary sea water, the ?CaSO?_4 deposition increases smoothly, but beyond that concentration the precipitation rate increases sharply. So, with increasing¬¬ the concentration of ??SO?_4?^(2-) beyond than 1 times of its concentration in ordinary sea water, the degree of supersaturation, reaction rate, nucleation, and crystals growth were increased. Deposited calcium sulfate crystals can plug matrix, pore throats which leads to 5.1 % permeability reduction to injected sea water. However, increasing the sulfate concentration improves the wettability alteration ability of the smart water, but calcium sulfate deposition is noticeable and makes permanent formation damage. Besides, the results showed that as the concentration of ?Ca?^(2+) in the sea water increases, intensifies the supersaturation phenomena and ?CaSO?_4 precipitation increases with a gently trend. On the contrary, the presence of ? Mg?^(2+) ions in the sea water, increases the solubility of? CaSO?_4. As the concentration of ? Mg?^(2+) in the injecting water increases from 1?2 to 1 times of its concentration in ordinary sea water, permeability increases 7 % to injected sea water. This study also shows that, there is an optimum salinity in which the minimum amount of ?CaSO?_4 is deposited. According to the obtained results, 5 time dilution of sea water is determined as an optimum salinity. The findings would enable us to optimize the ion contents of smart water for both, better oil sweep efficiency and lower risk of formation damage. Keywords: Water Flooding, Smart Water, Potentiel Determining Ions, Inorganic Precipitation, Permeability Reduction.
