بررسی آزمایشگاهی تاثیر پارامترهای شکاف بر بازده جاروب نفت حین تزریق نانوسیال

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

فن‌آوری جدید و منحصر به فرد نانو این ظرفیت و پتانسیل را دارد که تغییرات چشم‌گیری در حوزه‌های متنوع نفت و گاز ایجاد نماید و تحقیقات اخیر نشان داده است که حضور نانوذرات در آب تزریقی به میادین نفتی باعث افزایش بازیافت نفت می‌شود. از آنجایی که تولید از مخازن شکاف‌دار سهم قابل توجهی از تولید نفت در دنیا را به خود اختصاص داده است؛ در این تحقیق تاثیر پارامترهای مختلف شکاف از قبیل: طول، زاویه، موقعیت و تعداد شکاف هنگام تزریق نانوسیال حاوی 1 درصد وزنی نانوذره سیلیکا در مجموعه میکرومدل بررسی شد. قبل از تزریق، بررسی‌های مرتبط با پایداری نانوسیال‌های مورد استفاده که شامل آب مقطر و محلول حاوی 1 درصد وزنی نانوذره سیلیکا و محلول حاوی1 درصد وزنی نانوذره سیلیکا و 3 درصد وزنی نمک NaCl بودند، به صورت کیفی و کمی انجام شد و نتایج نشان دهنده پایداری مناسب نانوذره سیلیکا می‌باشد. پس از طراحی و ساخت میکرومدل‌های مختلف و نیز تهیه سیالات بمنظور تزریق درون میکرومدل، فرآیند تزریق توسط دوربین عکس برداری شد. با توجه به آنالیز تصویرهای گرفته شده در بازه‌های زمانی مشخص میزان بازیافت نفت در هر فرآیند تزریق محاسبه می‌شود. همچنین به‌منظور بررسی مکانیسم‌های موثر بر ازدیاد برداشت نفت اندازه‌گیری‌های مرتبط با گرانروی سیال تزریقی و میزان کشش میان سطحی انجام گرفته است. بررسی داده‌های میکروسکوپی تاثیر نانوذره بر تغییر ترشوندگی محیط به حالت آبدوست در بخش‌هایی از میکرومدل را نشان می‌دهد که این امر باعث افزایش ضریب بازیافت میکروسکوپی نفت می‌شود. نتایج آزمایشگاهی حاصل از مطالعه پارامترهای موثر شکاف ثابت می‌کند که با افزایش طول شکاف از 2 به cm 6 میزان بازیافت نفت تا 42/8% هنگام تزریق آب مقطر کاهش یافته است و وجود شکاف‌های عمود بر مسیر جریان میزان بازیافت نفت بیشتری به میزان 38/3% را برای حالت تزریق نانوسیال حاوی نانوذره سیلیکا نشان داد. همچنین هرچه شکاف به محل تولید نفت نزدیک‌تر باشد میزان تولید نفت بیشتر می‌شود و وجود دو شکاف موازی نیز تولید نفت را به میزان 2/4% افزایش داده است.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental Investigation of Fractures Parameters Effect on the Oil Recovery Using Nanofluids

نویسندگان [English]

  • Meysam Haghgou
  • Arezou Jafari
Department of Petroleum Engineering, Faculty of Chemical Engineerig, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

The unique and new nanotechnology has the potential to make significant changes in various fields of oil and gas. Recent researches have illustrated that increase of oil recovery is caused by the presence of nanoparticles in water injection. Since the production from fractured reservoirs is an important part of world’s oil generation, in this research, the influence of various fracture parameters; such as,  length, angle, position and the number of fracture have been studied during the injection of nanofluid with 1 wt% silica nanoparticles. Related measurements with nanofluids stability show the proper constancy of silica nanoparticles. After analyzing the taken pictures at specified intervals, the oil recovery is calculated in each injection process. In addition, to investigate the effective mechanisms in enhanced oil recovery, the injected fluid viscosity and also the interfacial tension has been measured. Results show that silica nanoparticles have positive impacts on enhanced oil recovery in all models. Also reviewing the microscopic data indicates that nanoparticles have influence on wettability alteration of environment into hydrophilic state in parts of the micromodel. Investigation of effective parameters shows that by increasing the fracture length, the oil recovery factor has been decreased to 8/42. Further, the fracture existence perpendicular to the flow path leads to more oil recovery factor (3/38 for nanofluid injection). In addition, by decreasing the fracture distance from the oil production area, the recovery improves, and also the existence of two parallel fractures has increased the oil production to 4/2.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fracture
  • stability
  • Silica Nanoparticle
  • Enhanced Oil Recovery
  • Wettability Alteration

 

[1]. Willhite G. P. and Green D. W., “Enhanced oil recovery”, Vol. 6, 1998.##

[2]. Lake L. W., “Enhanced oil recovery, 1989.##

[3]. Fangda Q., “Experimental study of solvent based emulsion injection to enhance heavy oil recovery,” MSc.Thesis, Texas A&M University, 2010.##

[4]. Zaid H .M., Yahya N. and Latiff N. R., “The effect of nanoparticles crystallite size on the recovery efficiency in dielectric nanofluid flooding,” Journal of Nano Research Vol. 21, pp. 103-108, 2013. ##

[5]. Alomair O. A., Matar K. M. and Alsaeed Y. H., “Nanofluides application for heavy oil recovery,” SPE Asia Pacific Oil & Gas Conference and Exhibition, Adelaide, 2014.##

[6]. Al-Anssari S., Barifcani A., Wang S., Maxim L. and Iglauer S., “Wettability alteration of oil-wet carbonate by silica nanofluid,” Journal of Colloid and Interface Science, Vol. 461, pp. 435–442, 2016.##

[7]. Mensah A. E., Opeyemi A. and Shaibu M., “Effects of nano particles (al, Al2O3, cu, cuo) in emulsion treatment and separation,” SPE Nigeria Annual International Conference and Exhibition, Nigeria 2013.##

[8]. Zargartalebi M., Barati N. and Kharrat R., “Influences of hydrophilic and hydrophobic silica nano particleson anionic surfactant properties: Interfacial and adsorption behaviors,” Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol.119, pp. 36–43, 2014.##

[9]. Hendraningrat L., Li S. and Torsaeter O., “Effect of some parameters influencing enhanced oil recovery process using silica nanoparticles: an experimental investigation”, SPE Reservoir Characterization and Simulation Conference and Exhibition, UAE, 2013.##

[10]. Roustaei A., Saffarzadeh S. and Mohammadi M., “An evaluation of modified silica nanoparticles efficiency in enhancing oil recovery of light and intermediate oil reservoirs”, Egyptian Journal of Petroleum, Vol. 22, pp. 427–433, 2013.##

[11]. رفیعی، "بررسی تاثیر تزریق نانوسیالات مختلف در حالت وجود مواد فعال سطحی بر ازدیاد برداشت نفت"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده فنی، دانشگاه تهران، 1392.##

[12]. Ghafdani R., “Effect of silica percentage in Enhancing oil recovery,” SPE 159236, 2007.##

[13]. Maghzi A., Mohammadi S., Ghazanfari M. H., Kharrat R. and Masihi M., “Monitoring wettability alteration by silica nanoparticles during water flooding to heavy oils in five-spot systems: A pore-level investigation,” Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 40 , pp. 168–176, 2012.##

[14]. Irvine R., Davidson J., Baker M., Devlin R. and Park H., “Nano spherical polymer pilot in a mature 18° API sandstone reservoir water flood in alberta, canada,” SPE Asia Pacific Enhanced Oil Recovery Conference, Malaysia, 2015.##

[15]. Nourani M., Panahi H., Roosta R., Haghighi M. and Mohebbi A., “Laboratory studies of MEOR in micromodel as a fractured system,” Eastern Regional Meeting, Kentucky USA, 2013.##

[16]. Ghorbani Zadeh S., “Pore-Level study of viscous forces during immiscible gas injection in a fractured multi-block system,” PhD Thesis, Institute of Petroleum Engineering, Tehran University, 2011.##

[17]. Kamari E., Rashtchian D., Shadizadeh S. R., “Micro-Model experimental study of fracture geometrical effect on breakthrough time in miscible displacement process,” Iranian Journal of Chemistry and Chemical Eng., Vol. 30, pp. 1-7, 2011.##

[18]. Razmi R., Sedaghat M. H., Janamiri R. and Hatampour A., “Application of SDS/LABS in recovery improvement from fractured models,” World Academy of Science, Engineering and Technology Vol. 6, pp. 1073-1076, 2012.##

[19]. Farzaneh S. A., Kharrat R. and Ghazanfari M. H., “Experimental study of solvent flooding to heavy oil in fractured 5-spot micromodels: the role of fracture geometrical characteristics,” Canadian International Petroleum Conference, 2008.##

[20]. Ogolo N. A., Olafuyi O. A. and Onyekonwu M. O., “Enhanced oil recovery using nanoparticles,” in SPE Saudi Arabia Section Technical Symposium and Exhibition, 2012.##

[21]. Meybodi H. E., Kharrat R. and Wang X., “Study of microscopic and macroscopic displacement behaviors of polymer solution in water-wet and oil-wet media,” Transport in Porous Media, Vol. 89, pp. 97-120, 2011.##

[22]. Maghzi A., Mohebbi A., Kharrat R. and Ghazanfari M. H., “Pore-Scale monitoring of wettability alteration by silica nanoparticle during polymer flooding to heavy oil in a five-spot glass micromodel”, Transport in Porous, Vol. 89, pp. 500-508, 2013.##

[23]. Ahmadi M. A. and Shadizadeh S. R., “Induced effect of adding nano silica on adsorption of a natural surfactant onto sandstone rock: Experimental and theoretical study,” Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol. 112, pp. 239–247, 2013.##

[24]. Mahmoudian V., Sajjadian S. and Kashani H., “Evaluation Of the fracture sizes by using the frequency dependence of anisotropy,” National Iranian Fractured Reservoirs Development Congress, 2011.##

[25]. Skauge T., Hetland S., Spido K. and Skauge A., “Nano-sized particles for EOR,” SPE Improved Oil Recovery Symposium, USA, 2010.##