مطالعه‌ی مکانیسم‌های موثر بر بازیافت نفت سنگین در فرآیند تزریق متناوب پلیمر و گاز کربن‌دی‌اکسید با استفاده از میکرومدل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی دانشکده مهندسی نفت و گاز دانشگاه صنعتی سهند

2 دانشگاه صنعتی سهند

3 دانشکده مهندسی نفت و گاز دانشگاه صنعتی سهند

چکیده

در این پژوهش مکانیسم‌های تولید نفت با روش تزریق متناوب پلیمر و گاز کربن‌دی‌اکسید با کمک میکرومدل شیشه‌ای مورد بررسی قرار گرفته است. نفت مدل پارافینی با ویسکوزیته ۰۲۸/۰ پاسکال ثانیه برای شبیه‌سازی شرایط مخزن نفت سنگین، و پلی آکریل آمید جزئی هیدرولیز شده با غلظت ppm ۱۵۰۰ برای کنترل تحرک فاز آبی استفاده شد. در ابتدا میکرومدل به ترتیب با آب شور (اشباع صد در صد)، نفت (رسیدن به اشباع آب کاهش نیافتنی) اشباع گردید. سپس برای بررسی جریان‌های سه فازی بازیافت نفت باقی‌مانده، چرخه‌های متناوب پلیمر و گاز در دو نسبت پلیمر به گاز ۱:۱ و ۲:۱ تزریق شد. در این پژوهش، رخدادهای میکروسکوپی موثر در جابه‌جایی نفت سنگین در طی فرآیند تزریق متناوب پلیمر و گاز کربن‌دی‌اکسید بررسی شد که منجر به شناسایی چندین مکانیسم موثر در بازیافت نفت از طریق بهبود جریان بین منافذ دور زده شده و سیال تزریقی گردید. تشکیل خوشه‌های متحرک گاز و الاستیسیته پلیمر منجر به بازیابی افزایشی نفت شد. خوشه‌ی گازی متحرک، دو پدیده آشام دوتایی و تخلیه دوتایی را در مقیاس منافذ ایجاد نمود. جاروب حفره به حفره نفت توسط محلول پلیمر، تشکیل رشته‌های پلیمری پیوسته و ناپیوسته، وجود حباب‌ها و خوشه‌های گازی متحرک از دیگر مکانیسم‌های شناسایی شده برای بازیابی افزایشی نفت در این فرآیند هستند. بررسی ماکروسکوپی آزمایش‌ها نشان‌دهنده بهبود بازده جاروب حجمی نفت سنگین در اثر تزریق متناوب پلیمر و گاز می‌باشد. بازیافت نهایی نفت حاصل از این روش در نسبت ۱:۱ و ۲:۱ به ترتیب ۷۶ و ۷۳ درصد بود که نشاندهندع عملکرد بهتر نسبت پلیمر به گاز ۱:۱ می باشد.
نتایج نشان می دهد که روش تزریق متناوب پلیمر و گاز در مقیاس آزمایشگاهی عملکرد خوبی به نمایش گذاشته و از پتانسیل خوبی برای افزایش برداشت نفت برخوردار است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Mechanistic Study of Polymer Alternating CO2 Injection Affecting on Heavy Oil Recovery Using the Micro-model

نویسندگان [English]

  • Mohammad Chahardowli 1
  • Mohammad Simjoo 2
  • Saba Sayadi 3
1 Sahand University of Technology
2 Sahand University of Technology
3 Faculty of Petroleum and Natural Gas Engineering, Sahand University of Technology
چکیده [English]

Polymer Alternating CO2 Gas (CO2-PAG) Injection is a promising EOR method. The goal of this paper is to gain further insight into the flow mechanisms of CO2-PAG injection through a glass micromodel. Two dimensional water-wet micromodel with a diagonal injection-production pattern was used to visualize the pore scale phenomena during flow experiments. That well equipped with a high resolution camera to capture microscopic phenomena during heavy oil displacement. A paraffinic model oil with a viscosity of 0.028 Pa.s was used to mimic heavy oil reservoir conditions and Partially hydrolyzed polyacrylamide with 1500 ppm concentration was used to control the mobility of the aqueous phase. Initially, the micromodel was saturated with saline water (fully saturation), oil (achieved to irreducible water saturation) respectively. Then to investigate the three-phase flow of the remaining oil recovery, the alternate cycles of gas and the polymer were injected at two PAG ratio of 1:1 and 2:1. In this study, microscopic events affecting the heavy oil displacement during the process of CO2-PAG injection were investigated, which led to the identification of several effective mechanisms in oil recovery by improving flow between bypassed pores and injected fluids. The forming of movable gas clusters and polymer elasticity leads to incremental oil recovery. Two phenomena of double drainage and double imbibition phenomena on the pore scale was created by moveable gas clusters. Pores to pores displacement of oil by polymer solution, forming of continuous and discontinuous polymer string, the existence of moveable blobs and gas clusters were another mechanism that observed and identified in the incremental oil recovery of CO2-PAG process. Macroscopic and quantitative investigated of experiments have shown an improvement in the volumetric sweep efficiency of heavy oil by CO2-PAG injection. In 1: 1 PAG ratio, higher volume sweep efficiency was obtained.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Micro-model
  • mechanistic study
  • Polymer alternating CO2 gas injection
  • heavy oil
  • Enhanced Oil Recovery