بررسی آزمایشگاهی مقایسه امتزاج‌پذیری گاز دی اکسید کربن و نفت‌های خام و سنتز شده مطالعه موردی: یکی از مخازن جنوب ایران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه شیراز

2 مرکز تحقیقات پیشرفته ازدیاد برداشت از مخازن نفتی، دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه شیراز

چکیده

از مشکلات مهم در فرآیندهای ازدیاد برداشت نفت، احتمال ترسیب و نشست آسفالتین می‌باشد. این مساله ممکن است منجر به آسیب سازند یا انسداد ناحیه جریان در اطراف چاه، جذب آسفالتین بر سطح کانی‌های مخزن و سپس تغییر ترشوندگی مخزن از حالت آب‌تر به نفت‌تر، ترسیب در واحدهای فرآورش سیال و در نتیجه کاهش بازیابی مؤثر نفت شود. مطالعه حاضر به بررسی و مقایسه اثر نفت‌های سنتزی حاوی نرمال پارافین در حالت بدون آسفالتین و با آسفالتین و نفت خام بر کشش بین سطحی گاز دی اکسید کربن- نفت در دمای ثابت و فشارهای مختلف با استفاده از روش ناپدید شدن کشش بین سطحی می‌پردازد. نتایج نشان می‌دهند که نرمال پارافین به‌عنوان عامل ناپایداری ذرات آسفالتین در سطح فاز نفتی عمل کرده و افزایش مقدار آن در ترکیب نفتی سبب انتقال بیشتر آسفالتین به سطوح بین نفت و گاز می‌شود که این خود موجب افزایش کشش بین سطحی سیالات و کاهش انحلال‌پذیری دی اکسید کربن می‌گردد. همچنین در فرآیند کاهش کشش بین سطحی با افزایش فشار، سرعت رسیدن به امتزاج‌پذیری نسب به فشار، در اطراف نقطه آغاز ترسیب آسفالتین، کاهش می‌یابد. تجمع آسفالتین در سطح تماس نفت- گاز برای نفت‌های حاوی آسفالتین، بر روند شیب نمودار ناپدید شدن کشش بین سطحی در حرکت به سمت شرایط امتزاج‌پذیری، اثر می‌گذارد و ترسیب آسفالتین سبب کاهش شیب نمودار کشش بین سطحی شده که دستیابی به شرایط امتزاج‌پذیری را سخت‌تر می‌کند.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Comparative Study of Miscibility Between CO2 and Crude and Synthetic Oils-Case Study: One of Iranian South Reservoir

نویسندگان [English]

  • Sadegh Hassanpour 1
  • Mohammad Reza Malayeri 1
  • Masoud Riazi 2
1 Department of Petroleum Engineering, School of Chemical & Petroleum Engineering, Shiraz University, Shiraz
2 EOR Research Center, Department of Petroleum Engineering, School of Chemical & Petroleum Engineering, Shiraz University, Shiraz
چکیده [English]

One of the major problems in Enhanced Oil Recovery (EOR) processes is the precipitation and deposition of asphaltene. This may lead to formation damage or partial and utter obstruction of flow passages around the well, deposition of asphaltene on the surface of reservoir rock as well as wettability alteration from water- to oil-wetted, and deposition in processing units. The present study investigates the miscibility of synthetic oils with or without asphaltene and compares it with that of crude oil from one of the Iranian oil fields in the presence of CO2 gas using vanishing interfacial tension (VIT) technique. The experiments were conducted at a given temperature but for different pressures. The experimental results showed that normal paraffin, in the oil phase, served as instability agent for the precipitation of asphaltene. The higher content of n-paraffin resulted in more and faster precipitation of asphaltene at the gas/oil interface. Once this occurred then the slope of IFT curve between gas and oil increased resulting in decreased CO2 solubility. Furthermore, based on IFT measurements, the speed of approaching to miscibility is reduced in vicinity of the onset of asphaltene precipitation. Thus, asphaltene aggregation in the gas/oil interface is accompanied by reduced slop of VIT curve which made the miscibility condition harder to reach.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Asphaltene
  • IFT
  • Miscibility
  • EOR
  • Precipitation
[1]. Danesh A., Krinis D., Henderson G. D., and Peden J. M., “Asphaltene deposition in miscible gas flooding of oil reservoirs,” Chem. Eng. Res. Des., Vol. 66, pp. 339-344, 1988.##

[2]. Sheu E. Y. and Mullins O. C. E., “Asphaltenes: fundamentals and applications,” Plenum Publishing Co, 1995.##

[3]. Ashoori S., “Mechanisms of asphaltene deposition in porous media,” Ph. D. Thesis, University of Surrey, UK, 2005.##

[4]. Dandekar A. Y., Petroleum reservoir rock and fluid properties, CRC Press (Taylor and Francis Group) Publishing Co., 2006.##

[5]. Benham A. L., Dowden W. E., and Kunzman W. J., “Miscible fluid displacement -prediction of Miscibility,” Petroleum Transactions Reprint Series, Society of Petroleum Engineers of AIME, Vol. 8, 1965. [6]. Stalkup F. I., Jr, SPE Monograph, SPE of AIME., Miscible Displacement, Vol. 8, 1983. ##

[7]. Holm L. W., Miscible displacement, in Petroleum Engineering Hand book, H. Bradley, ed., Society of Petroleum Engineers, pp. 1-45, 1987.##

[8]. Lake L. W., Enhanced oil recovery, Prentice-Hall Englewood Cliffs, p. 234, 1989.##

[9]. Yellig W. F. and Metcalfe R. S., “Determination and prediction of CO2 minimum miscibility pressure,” J. Pet. Tech., pp. 120-128, 1980.##

[10]. Ayirala S. C. and Rao D. N., “Comparative evaluation of a new gas & oil miscibility,” JCPT (SPE-99606), 2011.##

[11]. Rao D. N., “A new technique of vanishing interfacial tension for miscibility determination,” Fluids Phase Equilibria, Vol. 139, pp. 311-324, 1997.##

 [12]. Rao D. N., Mcintyre F. J., and Fong D. K., “Application of a new technique to optimize injection gas composition for the rainbow keg river F pool miscible flood,” Journal of Canadian Petroleum Technology, Vol. 38, No. 13, pp. 96-100, 1999.##

[13]. Rao D. N. and Lee J. I., “Application of the new vanishing interfacial tension technique to evaluate miscibility conditions for the terra nova offshore project,” Pet. Sci. Eng., Vol. 35, No. 3 & 4, pp. 247-262, 2002.##

[14]. Rao D. N. and Lee J. I., “Determination of gas-oil miscibility conditions by interfacial tension measurements,” Journal of Colloid and Interface Science, Vol. 262, pp. 474-482, 2003.##

[15]. Kazemzadeh Y., “Experimental study of asphaltene precipitation and the impact of nanoparticles on gas injection process into oil reservoirs using IFT measurements,” Master Dissertation, University of Shiraz, Iran, 2014.##

[16]. Zolghadr A., Riazi M., Escrochi M., and Ayatollahi S., “Investigating the effects of temperature, pressure, and paraffin groups on the N2 miscibility in hydrocarbon liquids using the interfacial tension measurement method,” Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 52, pp. 9851−9857, 2013.##

[17]. Zolghadr A., Escrochi M., and Ayatollahi S., “Temperature and composition effect on CO2 miscible injection by interfacial tension measurement,” Journal of Chemical Engineering Data, Vol. 58, No. 5, pp. 1168-1175, 2013.##

[18]. Hemmati-Sarapardeh A., Ayatollahi S. and Ghazanfari M., “Experimental determination of interfacial tension and miscibility of the CO2-crude oil system; temperature, pressure, and composition effects,” Journal of Chemical Engineering Data, Vol. 59, No. 1, pp. 61–69, 2014.##

[19]. Ayirala S. C. and Rao D. N., “A new mechanistic parachor model to predict dynamic IFT-Miscibility in multicomponent hydrocarbon systems,” Journal of Colloid and Interface Science, Vol. 299, pp. 321–331, 2006.##

[20]. Escrochi M., Mehranbod N., and Ayatollahi S., “The gas−oil interfacial behavior during gas injection into an asphaltenic oil reservoir,” Journal of Chemical Engineering Data, Vol. 58, pp. 2513−2526, 2013.##