مطالعه آزمایشگاهی کاهش نفوذپذیری به‌واسطه پدیده تبخیر در فرآیند ذخیره‌سازی گاز

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

مرکز مطالعات ازدیاد برداشت، پژوهشکده مهندسی نفت، پژوهشگاه صنعت نفت،تهران، ایران

چکیده

کاهش نفوذپذیری سنگ مخزن یکی از مشکلاتی است که در فرآیند تزریق و یا تولید گاز ایجاد می‌شود. پدیده‌های زیادی در فرآیند تزریق گاز مخصوصاً در فرآیند ذخیره‌سازی گاز در مخازن وجود دارد که مشکلاتی را می‌تواند به همراه داشته باشد. در این بررسی پدیده تبخیر آب و تغییرات تزریق‌پذیری و تولید‌پذیری مورد نظر می‌باشد. به عبارت دیگر پدیده تبخیر در مبحث تزریق گاز به منظور ذخیره‌سازی توجه قرار گرفته است. نکته قابل توجه در این بین، تقابل دو پارامتر کاهش اشباعیت آب از یک طرف و کاهش نفوذپذیری سنگ مخزن به‌واسطه تشکیل رسوبات نمک می‌باشد. کاهش اشباعیت آب، بهبود نفوذپذیری نسبی گاز را به همراه خواهد داشت و تشکیل رسوبات نمک، کاهش نفوذپذیری نسبی گاز را باعث می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که در نهایت نفوذپذیری سنگ‌های با تراوایی بالا در پایان فرآیند بهبود یافته و نفوذپذیری سنگ‌های با تراوایی پایین، کاهش می‌یابد. بنابراین هرچند در فرآیند تزریق گاز، آسیب‌دیدگی به‌دلیل تشکیل رسوب نمک مشاهده می‌گردد، اما در نهایت می‌توان گفت که به‌دلیل تغییر در ساختار محیط متخلخل برای محیط‌های مختلف مخزن، تأثیر یکسانی بر روی شرایط نهایی نداشته و ممکن است نسبت به حالت اولیه افزایش و یا کاهش را به همراه داشته باشد. اندازه کریستال‌های نمک نسبت به اندازه حفرات از جمله عواملی است که می‌توانند مستقیماً در گرفتگی حفرات نقش داشته باشد که این اثر را می‌توان در تغییرات نفوذپذیری نسبی مشاهده نمود. بنابراین پدیده تبخیر می‌تواند اثرات متفاوتی از خود به همراه داشته باشد که این اثرات به ساختار حفرات بستگی خواهد داشت، لذا انجام تست‌های تزریق برای هر محیط و هر شرایط ضروری است.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An Experimental Investigation of Permeability Reduction by Water Vaporization Process Associated with Gas Storage Process

نویسندگان [English]

  • Saeid Abbasi
  • Hasan Golghanddashti
  • Mohamma Saadat
  • Abbas Shahrabadi
EOR Study Center, Research Institute of Petroleum Industry, Tehran, Iran
چکیده [English]

Water vaporization and its impact on the formation productivity and injectivity are important issues dealt with during gas injection into porous media. It is clear that there are many other issues associated with underground gas storage projects but water vaporization and its induced permeability impairment are particularly important issues during gas injection in the candidate reservoir in this work. This paper investigates water vaporization in a candidate reservoir for underground gas storage. It is important to encounter two parameters in this process, which are water saturation reduction and permeability reduction in reservoir rock sample to form salt precipitation. Water saturation reduction causes permeability improvement, but scale formation reduces permeability. According to the results, the medium with higher permeability experiences an improved injectivity during gas injection, while the medium with lower permeability experiences an impaired injectivity. It is worth mentioning that both media suffer from permeability impairment. Finally, injectivity and productivity changes caused by water vaporization differ from case to case depending on the porous medium characteristics and the properties of fluid within the porous medium. Therefore, independent experiments should be conducted for different systems, since there is no accurate formulation to predict the mentioned permeability impairments. Also, special experiments are necessary for different media which are related to pore structure.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Water Vaporization
  • Gas Injection
  • Underground Gas Storage
  • Formation Damage
[1]. Van Dorp Q. T., Slijkhuis M., and Zitha P. L. J., “Salt precipitation in gas reservoirs”, originally prepared for the 2009 SPE Formation Damage Conference, Scheveningen, The Netherlands, pp. 27-29, May, 2009.

[2]. Zuluaga E., Geochemical effects in two-phase flow, PhD Dissertation, University of Texas at Austin, USA, 2005.

[3]. Zuluaga E., and Monsalve J. C., “Water vaporization in gas reservoirs”, Paper SPE 84829 presented at the SPE Eastern Regional/AAPG Eastern Section Joint Meeting held in Pittsburgh, Pennsylvania, September, pp. 6-10, 2003.

[4]. Dodson C., and Standing M., Pressure-volume-temperature and solubility relationships for natural gas-water mixtures, Drilling and Production Practice, American Petroleum Institute, 1944.

[5]. Bennion D. B., Thomas F. B., Ma T. and Imer D., “Detailed Protocol for the Screening and Selection of Gas Storage Reservoirs”, Paper SPE 59738 presented at the 2000 SPE/CERI Gas Technology Symposium held in Calgary, Alberta Canada, April 3-5, 2000.

[6]. Bette S., and Heinemann R. F., “Compositional modeling of high temperature gas-condensate reservoirs with water vaporization”, Paper SPE 18422 presented at the SPE Symposium on Reservoir Simulation held in Houston, TX, February 6-8, 1989.

[7]. Kleinitz W., Koehler M. and Dietzsch G., “The precipitation of salt in gas producing wells”, Paper SPE 68953 presented at the SPE European Formation Damage COnferencee held in The Hague, The Netherlands, May 21-22, 2001.

[8]. Kleinitz W. and Tölcke W., Bildungsbedingungen von ablagerungen in gasbohrungen und deren beseitigung, Erdöl-Erdgas-Zeitschr., 98, Jg., 1982.

[9]. Place M. C. and Smith J. T., “An unusual case of salt plugging in a high pressure sour gas well”, Paper SPE 13246 presented at the 59th Annual Technical Conference and Exhibition held in Houston, TX, September pp. 16-19, 1984.

[10]. Zuluaga E., Muñoz N. I. and Obando G. A., “An experimental study to evaluate water evaporation and formation damage caused by dry gas flow in porous media”, Paper 68335 presented at the third International Symposium on Oilfield Scale held in Aberdeen, Scotlan, January, pp. 30-31, 2001.

[11]. Wang Y., Mackie E., Rohan J., Luce T., Knabe R., and Appel M., “Experimental study on halite precipitation during Co2 sequestration”, prepared for presentation at the International Symposium of the Society of Core Analysts held in Noordwijk, The Netherlands, pp. 27-30, September, 2003.

[12]. Bacci G., Korre A. and Durucan S., “An experimental and numerical investigation into the impact of dissolution/precipitation mechanisms on Co2 injectivity in the wellbore and far field regions”, International Journal of Greenhouse Gas Control, Vol. 5, Issue 3, pp. 579–588, May 2011.

[13]. Bennion D. B., Thomas F. B., Schulmeister B. E. and Rushing J., “Laboratory and filed validation of the mechanism of establishment of very low initial water saturations in ultra-low permeability porous media”, Paper 2002-063 presented at the Petroleum’s Society’s Canadian International Petroleum Conference, June, pp. 11-13, Canada, 2002.

[14]. Newsham K. E. and Rushing J. A., “Laboratory and field evaluation of an apparent sub cappilary-equilibrium water saturation distribution in a tight gas sand reservoir”, Paper SPE 75710 presented at the SPE Gas Technology Symposium, Calgary, Canada, April 30-May 2, 2002.

[15]. Engineering data book, FPS VERSION Volumes I & II Sections 1-26, Published as a service to the gas processing and related process industries by the Gas Processors Suppliers Association, 2004.