بررسی آزمایشگاهی برهم‌کنش سنگ و سیال در تزریق گاز دی‌اکسیدکربن در یک مخزن ماسه‌سنگی حاوی نفت سنگین با تراوایی بالا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی نفت و گاز، پژوهشکده نفت و گاز سهند، دانشگاه صنعتی سهند تبریز، ایران

چکیده

برهم‌کنش سنگ و سیال نقش مهمی در بسیاری از جنبه‌های مطالعاتی ارزیابی سازند و تعیین مشخصات مخزن ایفا می‌کند. واکنش شیمیایی سیالات تزریق‌ شده با سنگ و سیال مخزن به دلیل تغییر خواص نفت و همچنین تغییر خواص پتروفیزیکی سنگ، بازدهی فرآیندهای ازدیاد برداشت نفت را تحت تأثیر قرار می‌دهد؛ بنابراین، بررسی این برهم‌کنش‌ها در طول عملیات ازدیاد برداشت نفت امری ضروری است. در این پژوهش تأثیر پارامترهای جهت‌گیری تزریق در مدل شن فشرده، سرعت و فشار تزریق گاز در برهم‌کنش سنگ و سیال طی فرآیند تزریق CO2 به‌عنوان مکانیسم برداشت ثالثیه به مخزن ماسه‌سنگی حاوی نفت سنگین با تراوایی بالا مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بررسی جهت‌گیری مدل شن فشرده نشان می‌دهد که به دلیل جابه‌جایی با پایداری گرانشی در حالت تزریق عمودی، انحلال کانی‌ها و همچنین رسوب آسفالتین در این حالت تزریق بیش از حالت تزریق افقی است. در آزمایش‌های مربوط به بررسی فشار تزریق مشاهده شده است که با افزایش فشار تزریق، انحلال مواد معدنی و رسوب آسفالتین افزایش می‌یابد؛ زیرا با افزایش فشار، CO2 بیشتری در نفت خام و آب سازندی حل می‌شود. نتایج بررسی سرعت تزریق نشان می‌دهد که با کاهش سرعت تزریق مدت‌زمان در تماس بودن اسید تشکیل‌شده با سنگ و همچنین، CO2 با نفت خام افزایش می‌یابد. بنابراین، احتمال انحلال کانی‌ها و رسوب آسفالتین افزایش می‌یابد. برای این پژوهش از نمونه نفت و ماسه یکی از مخازن نفتی جنوب ایران استفاده گردید.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Investigation of Rock and Fluid Interaction during CO2 Injection in a High Permeable Heavy Oil Sandstone Reservoir

نویسندگان [English]

  • Seyyed Jamal Aldin Arous
  • Elnaz Khodapanah
  • Seyyed Alireza Tabatabaei-Nejad
Faculty of Petroleum and Natural Gas Engineering, Sahand Oil and Gas Research Institute (SOGRI), Sahand University of Technology, Tabriz, Iran
چکیده [English]

Rock and fluid interactions play an important role in many aspects of formation evaluation and reservoir characterization studies. Chemical reaction of the injected fluids with reservoir rock and fluid affects the efficiency of EOR processes due to alteration of oil and rock petrophysical properties. Hence, it is necessary to investigate these interactions during EOR operations. In this study, the effect of gas injection velocity and pressure, and injection orientation on rock and fluid interaction are investigated during CO2 injection, as tertiary recovery mechanism, into a high-permeable heavy oil sandstone reservoir. The oil and sand samples have been taken from an Iranian southern oil reservoir. The results of the orientation effect of the sandpack model show that due to the gravitational stability of the vertical injection, the dissolution of the minerals as well as the asphaltene precipitation is more than the horizontal injection mode. Also, the results indicate that as the injection pressure increases, the dissolution of minerals and asphaltene precipitation also increases. This is due to the fact that by increasing pressure, more CO2 is dissolved in crude oil and water. In addition, as the injection velocity decreases, the contact time between the formed acid and the rock as well as CO2 and crude oil increases. Therefore, the possibility of dissolution of minerals and asphaltene precipitation increases.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rock and fluid interaction
  • Carbon dioxide injection
  • Injection orientation
  • heavy oil
  • Sandstone reservoir
[1]. Egermann P, S. Bekri, Vizika O (2010) An integrated approach to assess the petrophysical properties of rocks altered by rock-fluid interactions (CO2 injection), Petrophysics, 51: 01. ##

[2]. Krause Federico F, Sayegh SG, Girard M, DeBree C (1990)Rock-fluid interactions of carbonated brines in a sandstone reservoir: Pembina-Cardium, Alberta, Canada, 5, 04:399-405. ##

[3]. Peng Ch. Saeedi A, Noble R (2017) An Experimental Study of CO2 Saturated Brine Reaction with Berea Sandstone, In SPE Western Regional Meeting. Society of Petroleum Engineers. ##

[4]. Zekri AY, Shedid SA, Almehaideb RA (2007) An experimental investigation of interactions between supercritical CO2, aspheltenic crude oil, and reservoir brine in carbonate cores, In International Symposium on Oilfield Chemistry, Society of Petroleum Engineers. ##

[5]. Oomole O, Osoba JS (1983) Carbon dioxide-dolomite rock interaction during CO flooding process, In Annual Technical Meeting, Petroleum Society of Canada. ##

[6]. Alta›ee AF, Hun OS, Alian SS, Saaid IM Experimental Investigation on the Effect of CO2 and WAG Injection on Permeability Reduction Induced by Asphaltene Precipitation in Light Oil, In Proceedings of World Academy of Science, Engineering and Technology, World Academy of Science, Engineering and Technology (WASET), 72: 680, 2012. ##

[7]. Hayashi Y (2010) Okabe H Experimental investigation of asphaltene induced permeability reduction, In SPE EOR Conference at Oil & Gas West Asia, Society of Petroleum Engineers. ##

[8]. Monger TG, Trujillo DE (1991) Organic deposition during CO2 and rich-gas flooding, SPE Reservoir Engineering 6, 01: 17-24. ##

[9]. Oikawa Y, Takehara T (2008) Effect of CO2 injection on mechanical properties of Berea Sandstone, In The 42nd US Rock Mechanics Symposium (USRMS). ##

[10]. Ricardo Filho DG (2012) Effects of dissolution on the permeability and porosity of limestone and dolomite in high pressure CO2/water systems, In SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Society of Petroleum Engineers. ##

[11]. Ali M, Dahraj NU, Haider SA (2015) Study of Asphaltene Precipitation during CO2 Injection in Light Oil Reservoirs, In SPE/PAPG Pakistan section Annual Technical Conference, Society of Petroleum Engineers. ##

[12]. Chen W, Li T, Gao Y (2016) Quantitative evaluation of interaction between CO2 and micro-nano pore-throat-fracture system of supercritical CO2 flood in unconventional tight sandstone reservoir, In SPE Russian Petroleum Technology Conference and Exhibition, Society of Petroleum Engineers. ##

[13]. Benjamin C Dudley, Roosevelt FD (2012) ASTM D6560 Standard test method for determination of asphaltenes (heptane insolubles) in crude petroleum and petroleum products, Annual Book of Standards. ##

[14]. Al-Riyami HF, Kamali F, Hussain F (2017) Effect of gravity on near-miscible CO2 flooding, In SPE Kingdom of Saudi Arabia Annual Technical Symposium and Exhibition, Society of Petroleum Engineers. ##

[15]. Maria Antonieta Barrufet. Introduction to Enhanced Oil Recovery (EOR) Methods, Class Notes for PETE609 – Module 1, Fall 2001. ##