عنوان پایان‌نامه
بررسی آزمایشگاهی تاثیر نانو ذرات بر کنترل مهاجرت ریزدانه ها در حضور هیدرو کربن
- رشته تحصیلی
- مهندسی نفت- مهندسی بهره برداری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TP 227;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TP 227;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 77936;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 77936;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1797.;کتابخانه پردیس یک فنی شم
- تاریخ دفاع
- ۱۳ مهر ۱۳۹۵
- دانشجو
- مهرشاد منصوری
- استاد راهنما
- علی نخعی
- چکیده
- در اغلب مخازن ماسه‌سنگی و خصوصاً مخازن ماسه‌سنگی که خوب سفت نشده‌اند، حرکت و تولید ریزدانههای سازندی همراه سیال به عنوان یک مشکل و معضل اساسی در صنایع نفت و گاز تبدیل شده است. این ذرات می‌توانند تراوایی مخزن را به شدت کاهش دهند و یا در صورت تولید باعث خوردگی تجهیزات سطحی شوند. جابه‌جایی این ذرات می‌تواند ناشی از عوامل شیمیایی همچون درجه شوری و pH باشد و یا می‌تواند تحت اثر نیروی هیدرودینامیکی سیال تولیدی انجام بگیرد. یکی از راه‌های کارآمد برای مقابله با مهاجرت این ریزدانه‌ها، استفاده از نانوذرات است تا باعث تثبیت ذرات سازندی در منشأ تولیدشان شود. هدف از انجام این پایان‌نامه، بررسی تأثیر تزریق نانوسیال در کنترل مهاجرت ریزدانههای سازندی با منشأ شیمیایی در حضور هیدروکربن می‌باشد که تاکنون مورد بررسی و مطالعه قرار نگرفته است. در این پایان نامه به بررسی اثر نانوذرات آلومینا، سیلیکا و اکسید منیزیم که در کارهای قبل اثرات مطلوبی در کنترل مهاجرت ذرات سازندی از خود نشان داده‌اند، در محیط متخلخل اشباع شده با نفت و آب کاهش‌نیافتنی خواهیم پرداخت. گفتنی است که در آزمایش‌های مورد‌نظر، نفت مورد استفاده، ترکیبی از هیدروکربن‌های دکان و پارافین خواهد بود. کلیه‌ی آزمایش‌ها در 3 دسته‌ی مختلف انجام شد. هدف از انجام آزمایش‌های دسته‌ی اول ، انتخاب نانوذره‌ای است که بهترین عملکرد را در کنترل مهاجرت ریزدانههای سازندی از خود نشان می‌دهد. در دسته‌ی دوم آزمایش‌ها، تأثیر غلظت نانوسیال تزریقی در کنترل مهاجرت ذرات مورد بررسی قرار می‌گیرد. در دسته‌ی سوم آزمایش‌ها، تأثیر مدت زمان آغشته شدن مغزه با نانوسیال بر کنترل مهاجرت ذرات سازندی بررسی می‌گردد. همچنین در تمامی مراحل ذکر شده، بازیافت نفت اندازه‌گیری خواهد شد. نتایج حاصل از انجام آزمایش‌های اولیه نشان می‌دهد که نانوذرات اکسید سیلسیم دارای پایداری زیاد و توانایی بالا در کنترل مهاجرت ذرات سازندی می‌باشد. همچنین در آزمایش‌های مرحله‌ی دوم، غلظت بهینه‌ی نانوذره برابر 1/0 درصد وزنی تعیین شد. به علاوه، در آزمایش‌هایی که به منظور بررسی زمان مناسب آغشته شدن سنگ به نانوسیال انجام گرفت، این نتیجه به دست آمد که 12 ساعت، زمانی کافی برای اثرگذاری نانوسیال می‌باشد. نتایج حاصل از آزمایش‌های AFM نشان داد که نانوسیال اکسید سیلیسیم با جذب بر روی سطح شیشه به‌شدت سبب تغییر زبری سطح شیشه شده است. در نتیجه مکانیزم اصلی و غالب کنترل مهاجرت ذرات ریز توسط نانوسیال اکسید سیلیسیم، افزایش زبری سطح مغزه متخلخل معرفی گردید. واژه‌های کلیدی: مهاجرت ریزدانههای سازندی، غلظت بحرانی نمک، نرخ بحرانی تزریق، نانوسیال اکسید سیلیسیم، نانوسیال اکسید آلومینیم، نانوسیال اکسید منیزیم
- Abstract
- In most sandstone reservoirs, especially unconsolidated formations, migration and production of fines along with fluid is a major problem in oil and gas industry. Pore blockage which leads to a reduction in permeability, downhole pumps corrosions and erosion of surface transport equipment happens as a result of fines migration. Fine migration results from several factors which can be categorized into two groups: chemical factors like salinity and pH of the injection fluid, or hydrodynamic parameters. Injection of low ionic strength solution which is so-called low salinity flooding, is the most common chemical factor causing fine migration. Several methods can be used to control migration of fine-sized particles. One of the most effective treatments is to use nano-fluids. Nano-fluids can retain these fine particles in their source of production, and also can modify the zeta potential of the medium and in turn can remarkably increase attraction between the particles and pore wall. Fines are negatively charged while nano particles have positive charge. By attracting nano particles to surface of the sand, sand surface gets more positive and this phenomenon leads to retention of the fine particles. Crude oil is an organic substance which is negatively charged just like other organic substances. And this charge difference explains why the presence of crude oil affects the performance of nanoparticles in trapping fines in sand. The purpose of this study is to investigate the effect of injection of nanofluid in controlling fines migration caused by low salinity water injection in presence of hydrocarbon. In addition, the effect of fine particle stabilization on oil recovery will be analyzed. Fine migration has been reported as one of the main mechanisms to increase oil recovery in low saline waterflooding. Several tests have been carried out in order to check this phenomenon. In this experimental study, effects of using Aluminum oxide, silicon oxide and magnesium oxide nano particles on fine migration control are investigated in the engineered porous media. A mixture of decane and paraffin was used as hydrocarbon in all experiments. Experiments have been implemented in three different series. The first series of experiments aimed to select the best nanoparticle which decreases migration of fines. The results showed that silica nanoparticles had great potential to control fines migration during low salinity waterflooding. In the second series, the effect of injected nanofluid concentration was investigated on fines migration. In the third series, the effect of soaking time was investigated. In addition, recovery of oil is measured in all the tests. Results show silica nano particles have great potential in controlling fines migration. Silica oxide nano fluid in 0.1%wt concentration shows the best performance in controlling fines migration and reduces the pressure drop in the core. In the third series of experiments, the soaking time of 24 hours for the SiO2 nanofluid had the best results for controlling fine migration. Keywords: Fines Migration, Critical Velocity, Silica oxide nanofluid, Aluminum oxide nanofluid, Magnesium oxide nanofluid
