بررسی میکروسکوپی و ماکروسکوپی اثر همزمان تورم و مهاجرت رس ها بر نفوذ پذیری سنگ در تزریق آب هوشمند

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

انستیتو مهندسی نفت- دانشگاه تهران

10.22078/pr.2023.5031.3253

چکیده

پدیده های مهاجرت و تورم رس های موجود در سنگ مخزن در اثر کاهش شوری و تغییر محیط یونی، باعث تغییرات قابل توجه نفوذپذیری مخازن ماسه سنگی/کربناته می شود.ابتدا، آزمایشات استاتیک برای تعیین میزان و نوع خاک رس با استفاد از آزمایشات XRDو SEM بر روی نمونه مغزه سنگ و آزمایشات تورم سنج برای مطالعه اثر مایعات مختلف بر تورم رس های مورد شناسایی (کائولینیت و اسمکتیت) انجام شد.آزمایشات مدل دینامیک جدید در دو محیط رسی میکرومدل و سیلاب زنی ساخته شده مطابق مشخصات سنگ مخزن واقعی طراحی و انجام شد. در این تحقیق شاخص آسیب سازند برای بیان تأثیر همزمان یا مجزای تورم و مهاجرت رس های تورمی و غیر تورمی مطابق شواهد مشاهده ای تغییرات نفوذپذیری در میکرو مدل به همراه تفسیر و مقایسه محاسبات کمیتی آزمایشات سیلاب زنی در فعل و انفعالات آب نمک / خاک رس ارائه شد. نتیجه مشترک این آزمایشات نشان داد : الف) کاهش تدریجی شوری آب سازند و اولویت تزریق سیال کنترلی تورم در ترکیب سیال تزریقی با اثر مکانیسم همزمان تورم و مهاجرت رس ها در میکرومدل سبب 5 تا 10 درصد کاهش شاخص آسیب می گردد. ب) حذف سیال کنترل مهاجرت با الویت تزریق سیال کنترل تورم در ترکیب سیال تزریقی برای هر دو تراکم 5 و 10 درصد مخلوط رس ها با اثر مکانیسم همزمان تورم و مهاجرت رس ها در نمونه سنگ مخزن سبب 10 تا 20 درصد کاهش آسیب شاخص سازند می گردد. همچنین ترکیب یک درصد زیرکونیوم اکسی کلرید در آب دریای 20 بار رقیق بعنوان سیال تزریقی مناسب کنترل تورم معرفی می گردد. با این دستاورد در سناریوی تزریق آب هوشمند بعنوان یک روش ازدیاد برداشت که در صنعت نفت مورد توجه می باشد با حذف یا کنترل آسیب سازند به دلیل حضور سیال ناسازگار با ماهیت سنگ مخزن حداکثر ضریب برداشت حاصل خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Microscopic and macroscopic investigation of simultaneous swelling and migration of clays on rock permeability in smart water injection

نویسنده [English]

  • BEHNAM SEDAEE
Institute of Petroleum Eng. University of Tehran
چکیده [English]

the phenomena of migration and swelling of clays in the reservoir rock due to the decrease in salinity and the change in the ionic ambiance cause significant changes in the permeability of the sandstone/carbonate reservoirs, which is the cause of damage to the formation. This study performed static tests to determine the amount and type of clay using XRD and SEM tests on the rock core sample. Then, the injection water salinity was designed according to the results of swelling gauge tests to study the effect of different liquids on the swelling of identified clays (kaolinite and smectite) from the static results. In the continuation of the new micromodel dynamic tests and flooding by making a porous clay environment according to the specifications of the real reservoir rock was designed. In this study, the formation damage index to express the simultaneous or separate effect of swelling and migration of swelling and non-swelling clays according to the observational evidence of permeability changes in the micro model along with the interpretation and comparison of quantitative calculations of flooding experiments in salt water/clay interactions are presented. The common result of these experiments shows two suitable patterns of smart water injection, the gradual reduction of formation water salinity with the priority of injection of swelling control fluid and the removal of a migration control fluid, as well as the combination of one percent of zirconium oxychloride in 20 times diluted seawater as a suitable injection fluid for swelling control. With this achievement, in the scenario of smart water injection as a method of EOR which is interested in the oil industry, by removing or controlling formation damage due to fluid incompatible with the reservoir rock, the maximum production recovery will be achieved.

کلیدواژه‌ها [English]

  • swelling
  • Fine migration
  • smart water
  • formation damage
  • permeability
  • swelling control