ئه یک روش آزمایشگاهی کنترل تولید ماسه با ایجاد مقاومت فشاری و حداقل کاهش نفوذپذیری سنگ مخزن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی نفت، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

2 پردیس دانشگاهی ماهشهر، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، ماهشهر، ایران

چکیده

تولید ماسه در مخازن ماسه سنگی به‌دلیل آسیب‌ها و مشکلات اقتصادی که به‌همراه دارد، موضوعی اساسی در برخی میدان‌های نفت و گاز به شمار می‌رود. تولید ماسه منجر به‌وقوع مشکلات پرشماری از جمله فرسایش تجهیزات زیرزمینی و روزمینی، آسیب‌های زیست‌محیطی، کاهش و وقفه در تولید و گاهی از دست دادن چاه می‌شود. بنابراین کنترل تولید ماسه از چاه‌های دارای تولید ماسه بسیار مهم است. تا کنون روش‌های مختلفی از جمله مکانیکی و شیمیایی برای کنترل تولید ماسه ارائه و انجام شده‌اند که در روش‌های شیمیایی از طریق تزریق سیال پلیمری همچون انواع رزین، ژل پلیمرها و ... سازند ماسه‌ای تحکیم می‌یابد. در پیشینه تحقیق‌، اقدام‌ و آزمایش‌های انجام شده در استفاده از انواع رزین‌های مختلف جهت تحکیم  مخازن ماسه سنگی، نتیجه‌های حاصل شده نشان‌دهنده موفقیت‌آمیز بودن تزریق رزین بوده است. در بیشتر موارد رزین‌های پایه حلال مورد استفاده قرار گرفته‌اند، که به‌دلیل برطرف کردن نگرانی‌های زیست‌محیطی، ایمنی و هزینه‌های اقتصادی ناشی از بهره‌گیری از این نوع رزین‌ها امروزه رزین‌های پایه‌ آبی بیشتر مورد توجه قرار گرفته‌اند. هدف اصلی این مطالعه ارائه نوعی رزین پایه آبی که علاوه‌بر ایجاد مقاومت فشاری و کاهش اندک تراوایی، در مقایسه با رزین‌های پایه حلال سازگار با محیط زیست بوده و از نظر بهداشت و ایمنی موثر و کارآمد است. روش انجام آزمایش‌ها به این صورت است که با ترکیب نمودن مقدار درصدهای مختلف و معینی از رزین، سخت‌کننده مناسب آن و نمونه ماسه تولیدی، نمونه‌های مختلف مغزه ساخته شد. مغزه‌های ساخته شده جهت اندازه‌گیری تراوایی و مقاومت فشاری آزمایش شدند. آزمایش‌های انجام گرفته نشان دادند که سیال مورد استفاده توانایی مقاوم‌سازی ماسه را داشته و مقادیر مقاومت فشاری و تراوایی باقی‌مانده با تغییر مقدار ترکیب درصد رزین و سخت‌کننده آن نیز تغییر می‌کنند
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Providing a Laboratory Method to Control Sand Production by Creating Compressive Strength and Minimizing the Permeability of Sand Formation

نویسندگان [English]

  • Ehsan Khamehchi 1
  • Amir Mirzayi 1
  • Mahmoud Akbari 1
  • Reza Doosti 2
1 Department of Petroleum Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
2 Mahshahr Campus, Amirkabir University of Technology, Mahshahr, Iran
چکیده [English]

Sand production in sandstone reservoirs is a vital issue in oil and gas fields due to the damage and economic problems it entails. Sand production leads to many problems such as erosion of facility of well and surface equipment, environmental problems, reduction and interruption in production and Sometimes it causes the loss of wells. Therefore, controlling sand production from wells prone to sand production is very important. So far, various methods, including mechanical and chemical, have been proposed and performed to control sand production, which are consolidated in chemical methods by injecting polymer fluids such as resins, etc. to the sand formation. The main purpose of this study is to provide aqueous-based resin that, in addition to creating compressive strength and slightly reducing permeability, is environmentally friendly and effective in terms of health and safety in comparison with solvent-based resins. By combining different percentages of resin and its suitable hardener with the produced sand sample, different core samples were made with different percentages. The fabricated cores were tested for permeability and compressive strength. Experiments showed that the fluid used has the ability to chemically consolidate the sand and the compressive strength and permeability values also change with the amount of resin and hardener composition.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sand Stone Reservoir
  • Sand production control
  • Compressive Strength
  • Permeability
  • Resin
 
[1]. Kurawle, Mahalle N A, Kaul M, Nair A V, Kulkarni N J (2009) Silanol Resin consolidation system for deepwater completions and production optimisation, in 8th European Formation Damage Conference. OnePetro. ##
[2]. Alakbari F S, Mohyaldinn M E, Muhsan A S, Hasan N, Ganat T (2020) Chemical sand consolidation: from polymers to nanoparticles, Polymers, 12, 5: 1069. ##
[3]. Aggour M A, Abu Khamsin S A, Osman E S A (2007) A new method of sand control: the process and its first field implementation, in SPE/IADC Middle East Drilling and Technology Conference, OnePetro. ##
[4]. Ahad N A, Jami M, Tyson S (2020) A review of experimental studies on sand screen selection for unconsolidated sandstone reservoirs, Journal of Petroleum Exploration and Production Technology, 10, 4: 1675-1688. ##
[5]. Ikporo B, Sylvester O (2015) Effect of sand invasion on oil well production: a case study of Garon field in the Niger Delta, The International Journal of Engineering and Science, 4, 5: 64-72. ##
[6]. Kotlar H K, Haavind F, Springer M, Bekkelund S S, Torsaeter O (2005) A new concept of chemical sand consolidation: from research idea to field application, in SPE Annual Technical Conference and Exhibition. OnePetro. ##
[7]. Harrisberger W, Coulter A, Gurley D (1971) Application of recent advances in the mechanics of sand consolidation, in Fall Meeting of the Society of Petroleum Engineers of AIME. ##
[8]. Nguyen P D, Rickman R D (2009) Methods of enhancing uniform placement of a resin in a subterranean formation, Google Patents. ##
[9]. Spain H (1962) Sand Consolidation with Base-catalyzed Plastic. in Drilling and Production Practice, OnePetro. ##
[10]. Mahmud H B, Leong V H, Lestariono Y (2020) Sand production: A smart control framework for risk mitigation. Petroleum, 6, 1: 1-13. ##
[11]. Treybig D, Saini R, Vigderman L, Smith K, Gray B, Strobel J (2016) Consolidating sand with new generation zeta potential altering systems, in SPE International Conference and Exhibition on Formation Damage Control, OnePetro. ##
[12]. Ehteramian M, Ghasemi I, Karrabi M, Azizi H (2013) Shape-memory polymers containing nanoparticles: recent advances, Basparesh, 3, 2: 59-68. ##
[13]. Larsen T, Lioliou M G, Josang L O, Ostvold T (2006) Quasi natural consolidation of poorly consolidated oil field reservoirs, in SPE International Oilfield Scale Symposium, OnePetro. ##
[14]. Villesca J, Loboguerrero S, Gracia J, Hansford A, Nguyen P D, Rickman R D, Dusterhoft R G (2010) Development and field applications of an aqueous-based consolidation system for remediation of solids production, in Offshore technology conference, OnePetro. ##
[15]. Mendez A, Johnson D, Kakadjian S (2011) Use of zeta potential to maximize sand free rate: a new approach on sand control, in Brasil Offshore, OnePetro. ##
[16]. Mishra S, Ojha K (2016) Nanoparticle induced chemical system for consolidating loosely bound sand formations in oil fields, Journal of Petroleum Science and Engineering, 147: 15-23. ##
[17]. Kalgaonkar R, Chang F (2017) Self-assembling nanoparticles: a unique method for downhole sand consolidation, in SPE Annual Technical Conference and Exhibition, OnePetro. ##
[18]. Shakiba M, Khamehchi E, Fahimifar A, Dabir B (2020) A mechanistic study of smart water injection in the presence of nanoparticles for sand production control in unconsolidated sandstone reservoirs, Journal of Molecular Liquids, 319: 114210. ##
[19]. رجبی م، هاشمی ش، صالحی ع (2020) غربال‌گری روش‌های مهار ماسه برای یکی از چاه‌های جنوب غرب ایران با استفاده از الگوریتم تاپسیس. پژوهش نفت، 30، 99-4: 117-105. ##
[20]. Scheidegger A E (2020) The physics of flow through porous media, in The Physics of Flow Through Porous Media (3rd Edition), University of Toronto press. ##
[21]. Turk N, Dearman W (1986) A correction equation on the influence of length-to diameter ratio on the uniaxial compressive strength of rocks, Engineering Geology, 22, 3: 293-300. ##