بررسی آزمایشگاهی تاثیر فشار تزریق بر میزان آسیب‌دیدگی سازند ناشی از نشست رسوب آسفالتین در فرآیند تزریق گاز طبیعی به مخزن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 طرح‌های پژوهش و فناوری ازدیاد برداشت، پژوهشکده مهندسی نفت، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران

2 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه سمنان، ایران

چکیده

نظر به اینکه اکثریت مخازن نفتی ایران دوره تخلیه طبیعی خود را پشت سر گذاشته‌اند، استفاده از روش تزریق انواع گازها در عملیات ازدیاد برداشت ضروری به نظر می‌رسد. تشکیل رسوب‌های آلی همانند آسفالتین و به دنبال آن نشست بر روی سنگ مخزن در حین فرآیند تزریق گاز به جهت آسیبی که به سازند وارد می‌کند، یک مشکل جدی محسوب می‌شود. لذا لازم است قبل از انجام پروژه‌های تزریق گاز مطالعات آزمایشگاهی با استفاده از سیال و سنگ همان مخزن انجام و پس از تحلیل نتایج به‌دست آمده و شبیه‌سازی مخزن پروژه در مقیاس میدانی انجام پذیرد. در این تحقیق اثر فشار تزریق گاز طبیعی بر پدیده تشکیل رسوب و نشست آسفالتین و تغییر خواص مغزه مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه‌های نفت مورد استفاده در این آزمایشات، نفت زنده یکی مخازن ایران می‌باشد. در این آزمایشات کاهش تراوایی مغزه، قبل و بعد از تزریق گاز تعیین گردیده است. همچنین در زمان‌های مختلف از سیال تولیدی نمونه‌گیری و با روش‌های استاندارد IP143 میزان آسفالتین هر نمونه مشخص گردید. با استفاده از موازنه جرم، کاهش تخلخل مغزه محاسبه و رابطه توانی بین تراوایی سنگ آسیب دیده و تخلخل مغزه آسیب دیده در آزمایشات به‌دست آمد. نتایج حاصل شده از این پژوهش نشان می‌دهد تزریق گاز طبیعی به مغزه باعث رسوب شدید آسفالتین در مغزه و نشست آن بر روی سنگ شده که سبب کاهش تراوایی سنگ خواهد گردید. با کاهش فشار تزریق گاز این آسیب دیدگی کاهش می‌یابد که تحلیل‌ها موید آن است که عمده مکانیسم رسوب انسداد مکانیکی حفرات سنگ می‌باشد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An Experimental Investigation into the Effect of Injection Pressure on Formation Damage due to Asphaltene Deposition in Natural Gas Injection Process

نویسندگان [English]

  • Abbas Shahrabadi 1
  • Masoud Nasiri 2
  • Kaveh Khanlari 2
  • Saeed Abbasi 1
1 EOR Research and Technologies Plan, Petroleum Engineering Devision, Research Institute of Petroleum Industry (RIPI), Tehran
2 Chemical Engineering Department, Semnan University, Iran
چکیده [English]

With respect to the fact that most of the Iran oil reservoirs have elapsed their period of natural depletion, the usage of gas injection techniques renders necessary for EOR purposes. The formation of organic precipitates such as asphaltene and its subsequent precipitation over reservoir rock during the gas injection process is considered a critical problem due to causing damage to the formation. Therefore, prior to conducting any industrial gas injection projects, it is necessary to perform experimental research with the same type of reservoir rock/fluid, and then a field-scale project can be implemented, once the analysis of the experimental results and the simulation of the reservoir are completed. In this research, the effect of pressure of injecting natural gas on asphaltene precipitation and alteration of core characteristics is analyzed. Live oil samples from one of the Iran offshore fields were used. The permeability reduction before and after gas injection were determined. In addition, the produced fluid was sampled at different time scales and its asphaltene content was determined using the IP143 standard. Using the mass balance equations, the reduction in core porosity and the power relation between permeability and porosity in the damaged core were established. The results suggest that the asphaltene coagulation and precipitation should increase along with gas injection, which causes permeability reduction. Such damages tend to decrease by lowering pressure, and the analysis indicates the mechanism of precipitation to be of mechanical blockage.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Asphaltene Deposition
  • Formation Damage
  • Permeability
  • Gas Injection
  • Core Flooding
  • Natural Gas
[1] Civan F., “Effect of completion damage on well performance”, Workshop 18: Contemporary Oil and Gas Well Completion and Work over Jobs, Petroleum Engineering Summer School, the Inter-University Center, Dubrovnik, Croatia, Jun. pp. 13–17, 2005.##

[2]. Bennion B., “Formation Damage-The Impairment of the Invisible, by the Inevitable and Uncontrollable, Resulting in an Indeterminate Reduction of the Unquantifiable,” Journal of Canadian Petroleum Technology, Vol. 38 No. 2, pp. 11–17, Feb. 1999.##

[3]. Tzimas E. Georgakaki A., Garcia Cortes C. and Peteves S. D., “Enhanced oil recovery using carbon dioxide in the european energy system,” DG JRC, Institue for Energy, Petten, The Netherlands, 2005.##

[4]. Zick A. A., “A combined condensing/vaporizing mechanism in the displacement of oil by enriched gases,” paper SPE 15493 presented at the SPE 61st Annual Technical Conference and Exhibition, New Orleans, LA, Oct. 1986.##

[5]. Zick A. A., “A combined condensing/vaporizing mechanism in the displacement of oil by enriched Gases”, paper SPE 15493 presented at the SPE Annual Technical Conference and Exhibition, New Orleans, Oct. 5-8, 1986.##

[6]. Wang X. and Gu Y., “Oil recovery and permeability reduction of a tight sandstone reservoir in immiscible and miscible CO2 flooding processes,” , Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 50, pp. 2388–2399, 2011.##

[7]. Mousavi Dehghani. S. A., Vafaie Sefti .M, Mirzayi B., and Fasih M,, “Experimental investigation on asphaltene deposition in porous media during miscible gas injection”, Iran. J. Chem. Chem. Eng. Vol. 26, No. 4, 2007.##

[8]. Takahashi S., Hayashi Y., Takahashi Sh., Yazawa N., and Samra H., “Characteristics and impact of asphaltene precipitation during CO2 injection in sandstone and carbonate cores: an investigative analysis through laboratory tests and compositional simulation”, SPE 84895-MS, SPE International Improved Oil Recovery Conference in Asia Pacific, 20-21, Kuala Lumpur, Malaysia, Oct. 2003.##

[9]. Huang S. S. and Dryer S. B, “Miscible displacement in the weyburn reservoir,” SPE SS-92-20, Journal of Canadian Petroleum Technology, Regina, Oct. 7 - 9, 1992.##

[10]. Nobakht M., Moghadam S., and Yongan Gu. “Mutual interactions between crude oil and CO2 under different pressures”, journal of Fluid Phase Equilibria Vol. 265, pp. 94–103, 2008.##

[11]. Zekri A. Y., Almehaideb R. A., Shedid S. A., “Displacement efficiency of supercritical CO2 flooding in tight carbonate rocks under immiscible conditions”, SPE 98911-MS, SPE Europec/EAGE Annual Conference and Exhibition, Vienna, Austria, Jun. 12-15, 2006.##

[12]. Srivastava Raj K. and Huang Sam S., “Asphaltene deposition during CO2 flooding: a laboratory assessment”, SPE 37468, SPE Production Operations Symposium, pp. 9-11, Oklahoma City, Oklahoma, Mar. 1997.##

[13]. McCabe L. and Smith C., “Unit Operation of Chemical Engineering”, McGraw Hill Chemical Engineering Series, 3rd Edition, 1975##