مطالعه آزمایشگاهی فرآیند تزریق آب به نمونه سنگ مخزن ماسه‌ای با رویکرد اثر شکاف بر اندازه‌گیری آسیب‌دیدگی سازند

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده مهندسی نفت، مرکز مطالعات اکتشاف و تولید، پردیس پژوهش بالادستی، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایرا

2 پژوهشکده مهندسی نفت، مرکز مطالعات اکتشاف و تولید، پردیس پژوهش بالادستی، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

چکیده

طبیعت برخی فرآیندهای انجام شده در سازند، مانند فرآیندهای تزریق آب به گونه ای است که تا حدودی، آسیب وارده ناشی از آنها به سازند، غیر قابل اجتناب می نماید. یکی از مهمترین مباحث در این موضوع، تخمین و برآورد این آسیب دیدگی در سازند می‌باشد. در این مقاله تکیه اصلی بر روی اثرپذیری پارامترهایی نظیر فشار و ذرات معلق در آب تزریقی است که در ادامه سعی می‌گردد اثر شکاف ایجاد شده در نمونه سنگ مخزن بواسطه پارامترهای فوق، در مدل فیزیکی از دیدگاه آسیب‌دیدگی سازند مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقیق با انتخاب نمونه مغزه‌های ماسه‌ای یکی از میادین نفتی ایران که در حال تزریق آب به آبده مخزن می باشد سعی گردیده مدل فیزیکی مخزن توسط نمونه های فوق در آزمایشگاه شبیه‌سازی گردد. با توجه به عدم کیفیت مناسب آب و وجود املاح و ذرات بالا در آب تزریقی، بر خلاف انتظار آسیب دیدگی محسوس در نتایج آزمایشگاهی مشاهده نگردید. هر چند کاهش نفوذپذیری نامحسوس در نمونه‌های بدون شکاف مشاهده شد اما نکته قابل توجه تغییر ساختار سنگ در هنگام تزریق و عدم افزایش فشار تزریق در نمونه‌های دارای شکاف بود. به عبارتی وجود شکافها و تغییر ساختار سنگ، به خصوص در سنگ‌های ماسه‌ای با سیمان شدگی ضعیف می تواند عاملی جهت حرکت ذرات و یا انتقال آسیب‌دیدگی به عمق مخزن و یا اطراف چاه تولیدی باشد. از طرفی عدم یکپارچگی سنگ مخزن و نیروهای جریانی بر ذرات، جدا شدن ذرات و تغییر ساختار سنگ را به دنبال خواهد داشت که افزایش فشار تزریق را جبران نموده و شرایط یکسانی را با تغییر جریان تزریقی به همراه خواهد داشت. این موضوع می‌تواند تفاوت مشاهدات میدانی را با نتایج آزمایشگاه به همراه داشته باشد. لذا در این تحقیق با فراهم سازی شرایط اطراف چاه و ایجاد مدل فیزیکی مشابه سعی گردید به طور کیفی نیز به منشاء این تفاوت‌ها اشاره شود.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Studies of Water Injection Process into Sandstone Reservoir Rock Sample with an Emphasis on Created Fracture Effect on Formation Damage

نویسندگان [English]

  • Saeid Abbasi 1
  • Abbas Shahrabadi 1
  • Mohammad Heshmati 1
  • ali asghar Gharreh Sheikhloo 2
چکیده [English]

Water injection process has inevitably been scaling process associated. One of the important discussions in this field is to evaluate formation damage. In the current paper, the effect of some parameters on permeability reduction is investigated. In this study, the fracture effect on formation damage in reservoir rock is studied using a physical model. In addition, injection rate and pressure effects are considered in the physical model. Rock structure and heterogeneity restrict investigating formation damage phenomena. We selected some core samples in one of the oil fields injecting water in aquifer for the simulation of the physical model in laboratory. We tried to perform different scenarios using injected water sample in core flooding process. Although, permeability reduction is observed in no fractured samples, injection pressure increasing is not concluded in injection process in the fractured sample. On the other hand, fracture creation in samples, especially the sandstone sample with weak cementation, can be cause of particle movement or formation damage transfer through reservoir (far from injection well). This subject create problems later after injection especially in production wells where they depend on more parameters e.g. rock structure, texture, pore and particle size distribution, and reservoir heterogeneity.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Formation Damage
  • Particle Movement
  • Water Injection
  • Permeability Reduction
  • Pore Size Distribution
  • Fractured Reservoir
  • Particle Size Distribution

[1]. Bennion D.B. and Thomas F. 8., Injection water quality - a key factor to successful water flooding, JCPT, June 1998.##

[2]. Liu X. and Civan F: “Formation damage and filter cake buildup in laboratory core tests: Modeling and Model Assisted Analysis”, SPEFE, Mar, 1999 (SPE 25215 - P).##

[3]. Selby R. J. and A1i, S. M. F, Mechanics of sand production and the flow of fines in porous media, JCPT, May 1988.

[4]. Davidson D Fi, Invasion and impairment of formations by particulates, Unsolicited Manuscript, Jan 6, 1979 (SPE 8022).##

[5]. Eleri O. O. and Ursin J. R, “Physical aspects of formation damage in linear flooding experiments”, Lafayette, LA, Feb. 26-27, 1992, (SPE 23784).##

[6]. Zhang N. S., “An experimental investigation of the formation damage caused by produced oily water injection”, Aberdeen, UK, Sept pp. 7-10, 1993 (SPE 26702).##

[7]. Francis P, “Dominating effects controlling the extent of drilling induced damage”, The Hague, Netherlands, June, pp. 2-3, (SPE 38182), 1997.##

[8]. Rochon J, “Water quality for injection wells”, Lafayette, LA, Feb. pp. 14-16, 1996 (SPE 31122).##

[9]. Francis P: “Dominating effects controlling the extent of drilling induced damage”, The Hague, Netherlands, June, pp. 2-3, 1997 (SPE 38182).##

10. Tovar, J, “Formation damage studies on reservoir rocks using water base and oil base muds”, Lafayette, LA, Feb. pp. 7-10, 1994 (SPE 27349).##

[11]. Jiao D., and Sharma M. M, “Mud Induced Formation Damage in Fractured Reservoirs”, The Hague, Netherlands, May, pp. 15-16, 1995 (SPE 30107).##

[12]. Warren B. K, «Development of the Pekisko Dolomite in the Bigoray Field. Issues in Formation Damage Mechanisms, Drilling Fluid Selection and Well Stimulation», Denver, CO, Apr. pp. 5-8, (SPE 39921), 1998.##

[13]. Kwan M. Y., Cullen M. P., Jamieson P. R. and Fortier R. A., “A Laboratory Study of Permeability Damage to Cold Lake Tar Sands Cores”, Journal of Canadian Petroleum Technology, 28 (1), pp. 56 – 62, (Jan. – Feb. 1989).##

[14]. Jamiahahmadi M., Moghadasi J., Muller-Steinhagen H., Sharif A. and Izadpanah M. R., “Formation Damage in Iranian Oil Fields”, SPE Paper 73781, presented at SPE Intl. Symposium and Exhibition on Formation Damage Control, Louisiana, pp. 20 – 21 Feb., 2002.##

[15]. Jamiahahmadi M., Moghadasi J., Muller-Steinhagen H. and Sharif A.: “Scale Formation in Oil Reservoir and Production Equipment during Water Injection”, SPE Paper 73781, presented at SPE Intl. Symposium and Exhibition on Formation Damage Control, Louisiana, pp. 20 – 21, Feb. 2002.##

[16]. Todd A. C., et al., “Review of Permeability Damage Studies and Related North Sea Water Injection”, paper SPE 7883 presented at the 1979 SPE Intl. Symposium on Oil Field and Geothermal Chemistry, Dallas, pp. 22 – 24 January, 1979.##