بررسی آزمایشگاهی اثر تزریق اسید بر میزان بازشدگی شکاف در مخازن شکاف‌دار دولومیتی و کلسیتی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

10.22078/pr.2020.3931.2788

چکیده

اسید کاری یکی از روش‌های پرکاربرد در فرآیند تحریک چاه به منظور افزایش بازده تولید آن است. در این بین، اسیدکاری در مخازن کربناته شکاف‌دار سبب می‌شود تا در اثر واکنش میان اسید تزریق شده و سنگ کربناته، کانی‌های سطح شکاف در اسید حل شده و به‌دنبال آن، میزان بازشدگی شکاف در حین فرآیند تزریق اسید تغییر یابد. تغییرات میزان بازشدگی شکاف، سبب حرکت بهتر و راحت‌تر سیال تزریقی/ نفت در آن شده و میزان تولید از این میادین را تحت تأثیر قرار می‌دهد. در این نوع از مخازن، پارامترهایی همچون دمای مخزن، دبی تزریق اسید و نوع اسید تزریقی پارامترهایی هستند که به‌صورت مستقیم برروی میزان واکنش میان اسید تزریق شده و سنگ کربناته اثرگذار هستند. در این مقاله، به بررسی تزریق استیک اسید درون دو نمونه سنگ کربناته دولومیتی و کلسیتی شکاف‌دار پرداخته شده و اثر نوع سنگ و دبی تزریق اسید برروی میزان باز شدگی نهایی شکاف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمایشگاهی تزریق اسید نشان می‌دهد که سنگ‌های دولومیتی به‌دلیل نوع کانی‌های موجود در آنها، واکنش‌پذیری کمتری با اسید تزریقی داشته و در نتیجه، میزان بازشدگی شکاف در آنها کمتر از نمونه سنگ‌های کلسیتی تغییر می‌نماید. از سوی دیگر با کاهش دبی تزریق اسید، میزان بازشدگی نهایی شکاف پس از تزریق اسید افزایش می‌یابد. نتایج این تحقیق شناخت بهتری از تزریق اسید در مخازن کربناته شکاف‌دار فراهم می‌آورد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Investigation of Acid Injection on Fracture Opening in Calcite and Dolomite Reservoirs

نویسندگان [English]

  • Alireza Teimouri
  • Saeid Sadeghnejad
  • Amir Hossein Saeedi Dehaghani
Department of Petroleum Engineering, Faculty of Chemical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Acid fracturing is one of the most widely used methods in the reservoir stimulation process for higher oil production. This method in carbonate reservoirs has a crucial role in enhanced oil recovery. Acid fracturing in fractured carbonate reservoirs changes fracture opening due to the reaction between the injected acid and minerals at the surface of fracture walls. In addition, fracture opening changes affect oil movement and the amount of oil production. In this type of reservoir, parameters such as reservoir temperature, acid injection flow rate, and injection acid type are parameters that directly affect the reaction rate between acid and carbonate rock. In this study, acetic acid was injected into two types of carbonate rock, and the effect of the rock type and acid injection rate on the final fracture opening was investigated. The results showed that dolomite rocks due to their specific nature of minerals in their structure had little reactivity with acid, thus fracture opening had lower value in comparison with the calcite rock sample. Finally, by decreasing the acid injection rate, the final fracture opening was increased after the acid injection because of more reaction between acid and fracture surfaces.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Weak Acid
  • Carbonate Rock
  • Acid Injection Flow Rate
  • Fracture Opening
  • Calcite
  • Dolomite
[1]. Rabbani E., Davarpanah, A. and Memariani M., “An experimental study of acidizing operation performances on the wellbore productivity index enhancement,” J. Pet. Exp. Prod. Tech.,Vol. 8, pp. 1243-1253, 2018.##

[2]. Schechter R. S., “Oil well stimulation,” 1992.##

[3]. Younesian-Farid H. and Sadeghnejad S, “Geochemical performance evaluation of pre-flushing of weak and strong acids during pH-triggered polymer flooding,” Journal of Petroleum Science and Engineering, 174, pp. 1022-1033, 2019.##

[4]. Younesian-Farid H. and S. Sadeghnejad, “Modeling geochemical reactions of citric acid with ankerite cement during sandstone matrix acidizing,” Journal of Petroleum Science and Engineering, 185, pp. 106650, 2020.##

[5]. Taylor K. C., Al-Katheeri M. and Nasr-El-Din H. A., “Development and field application of a new measurement technique for organic acid additives in stimulation fluids,” SPE Journal, Vol. 10, pp. 152-160, 2005.##

[6]. Robert J. and Crowe C., “Carbonate acidizing design,” InReservoir Stimulation,” 2nd ed. MJ Economides and KG Nolte, Chapter 17, West Sussex, UK: John Wiley & Sons, 2000.##

[7]. زویداویان پور م.، شادی زاده ر.، ممبینی س.، "بررسی و بهبود عملیات انگیزش چاه با اسید کاری ماتریکسی در یک مخزن نفتی جنوب ایران،" پژوهش نفت، دوره 20، شماره 62، شماره صفحه 94-106، 1389. ##

[8]. Lund K., Fogler H. S., McCune C. and Ault J., “Acidization—II. The dissolution of calcite in hydrochloric acid,” Chem. Eng. Sci., Vol. 30, pp. 825-835, 1975. ##

[9]. Anderson M. and Fredrickson S., “Dynamic etching tests aid fracture acidizing treatment design,” SPE/DOE Joint Symposium on Low Permeability Reservoirs, 1987.##

[10]. Taylor K., Al-Ghamdi A. and Nasr-El-Din H., “Measurement of acid reaction rates of a deep dolomitic gas reservoir,” J Can. Pet. Tech., Vol. 43, Issue 10, Publication DateOctober  2004.##

[11]. Al-Momin A., Zhu D. and Hill A., “The effects of initial condition of fracture surfaces, acid spending and acid type on conductivity of acid fracture,” Offshore Technology Conference-Asia, Kuala Lumpur (Malaysia), 2014. ##

[12]. Melendez M. G., Pournik M., Zhu D. and Hill A. D., “The effects of acid contact time and the resulting weakening of the rock surfaces on acid fracture conductivity,” European Formation Damage Conference, Scheveningen (Netherlands), 2007.##

[13]. Nieto C. M., Pournik M. and Hill A. D., “The texture of acidized fracture surfaces: implications for acid fracture conductivity,” SPE Production & Operations, Vol. 23, Issue 03, pp. 343-352, 2008.##

[14]. Pournik M., “Laboratory-scale fracture conductivity created by acid etching,” PhD Thesis,Texas A&M University, USA,2008.

[15]. Ben-Naceur K. and Economides M. J., “Design and evaluation of acid fracturing treatments,” Low Permeability Reservoirs Symposium, Society of Petroleum Engineers, 1989. ##

[16]. Gdanski R. and Lee W., “On the design of fracture acidizing treatments,” SPE Production Operations Symposium, Society of Petroleum Engineers, Oklahoma city (Oklahoma), 1989.##

[17]. Tinker S., “Equilibrium acid fracturing: a new fracture acidizing technique for carbonate formations,” SPE Production Operations Symposium, 1989. ##

[18]. Chen Y., Ma G., Li T., Wang Y. and Ren F., “Simulation of wormhole propagation in fractured carbonate rocks with unified pipe-network method,” Com. Geo., Vol. 98,pp. 58-68, 2018.##

[19]. Chang F. F., Nasr-El-Din H.A., Lindvig T. and Qui X., “Matrix acidizing of carbonate reservoirs using organic acids and mixture of HCl and organic acids,” SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Colorado (USA), 2008.##

[20]. Buijse M., de Boer P., Breukel B., Klos M. and Burgos G., “Organic acids in carbonate acidizing,” SPE European Formation Damage Conference, The Hague (Netherlands), 2003.##