بررسی آزمایشگاهی تزریق ژل‌های پلیمری در مخازن کربناته به‌منظور بررسی کاهش نامتناسب تراوایی آب و نفت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی نفت، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

10.22078/pr.2019.3509.2603

چکیده

یکی از مشکلات رایج در صنعت نفت، پدیده تولید آب اضافی از چاه‌های نفتی است که در بسیاری از موارد، آب به سیال اصلی تولیدی از چاه تبدیل می‌شود. از میان روش‌های کاهش تولید آب، راه‎‌حل‌های شیمیایی مانند تزریق ژل‌های پلیمری یکی از جذاب‌ترین روش‌های کنترل تولید آب است که پس از تزریق با ایجاد یک شبکه ژلی مستحکم و با استفاده از اثر کاهش نامتناسب تراوایی تراوایی فاز آب را بیشتر از تراوایی نفت کاهش داده در نتیجه باعث کاهش تولید آب می‌گردد. در روش مورد استفاده در این تحقیق تراوایی هر دو فاز کاهش می‌آید، اما کاهش تراوایی فاز آب بسیار شدید‌تر از فاز نفت بوده و به عبارتی آب بسیار کمتری تولید خواهد شد. می‌توان گفت هدف اصلی عملیات کاهش بسیار شدید‌تر تراوایی آب نسبت به نفت است. در این پژوهش 4 آزمایش تزریق ژل‎‌های پلیمری در مغزه‌های کربناته با هدف کاهش نامتناسب تراوایی فاز آب و در حضور آب با نمک‌های مختلف انجام شد. در زمان استفاده از آب مقطر به عنوان آزمایش مبنا، نتایج حاصل نشان‌دهنده کاهش بیشتر تراوایی آب نسبت به نفت و نمایانگر اثر کاهش نامتناسب تراوایی بود، اما با اضافه شدن یون‌های مختلف به آب سازندی به ویژه در حضور یون‌های دو بار مثبت، علاوه بر کاهش تراوایی آب، کاهش شدید تراوایی نفت هم مشاهده شد. همچنین در یکی از آزمایشات و در حضور توامان یون‌های دو بار مثبت، تراوایی نفت بیشتر از تراوایی آب کاهش یافت و مشکل تولید آب را تشدید کرد. لذا قبل از انجام هرگونه عملیات کاهش نامتناسب تراوایی با استفاده از تزریق ژل‌‍‌های پلیمری جهت کاهش تولید آب، علاوه بر تحلیل مسائل مختلف مخزنی جهت کاندیدا شدن مخزن، تجزیه آب سازندی از نظر وجود یون‌های دو بار مثبت برای موفقیت عملیات امری الزامی است.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

An Experimental Investigation of Polymer Gels Injection in Carbonate Reservoirs to Study Disproportionate Permeability Reduction (DPR)

نویسندگان [English]

  • faramarz zamani
  • Faramarz Zamani
petroleum engineering department, amirkabir university of technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

Excess water production is a serious problem in oil industry. Chemical controlling methods such as injection of certain polymers are cheap and easy to handle. These polymers in the reservoir forms a gellant network which causes disproportionate permeability reduction (DPR). In fact, this method reduces both oil and water permeability; but reduction in water production would be much more than that for oil. Therefore, little water will be produced. Four experiments using core sample from a carbonate reservoir were carried out by employing distilled water as reference case and water with addition of different salts to represent formation water. The water permeability drastically reduced with addition of polymer in the reference case. However, addition of various ions to water especially ions with double positive charge decreased water and oil perm abilities in a rather similar way. Therefore, it is concluded that prior to applying polymer injection technologies into a reservoir, the formation water should be analyzed for double positive charges.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chemical Water Shutoff
  • Polymer Gels
  • Relative Permeability Modification (RPM)
  • Disproportionate Permeability Reduction (DPR)
  • Residual Resistance Factor (RFF)
  • Factor Network
  • Gellant Solution

[1]. Joseph A. and Ajienka J., “A review of water shutoff treatment strategies in oil fields”, in Nigeria Annual International Conference and Exhibition., Society of Petroleum Engineers., SPE-136969-MS, August 2010. ##

[2]. Botermans C. W., Van Batenburg D. W. and Bruining J., “Relative permeability modifiers: myth or reality?” in SPE European Formation Damage Conference, Society of Petroleum Engineers, 2000. ##

[3]. Bailey B., Crabtree M., Tyrie J., Elphick J., Kuchuk F., Romano C. and Roodhart L., “Water control”,. Oilfield Review. Vol. 12, No. 1, pp. 30-51, 2000. ##

[4]. KabirA., “Chemical water & gas shutoff technology-An overview”, in SPE Asia Pacific Improved Oil Recovery Conference., Society of Petroleum Engineers, 2001. ##

[5]. Bybee K., “A review of downhole separation technology”, Journal of Petroleum Technology, Vol. 57, No. 09, pp. 48-50, 2005.

[6]. Denney D., “Subsea separation and reinjection of produced water”, Journal of Petroleum Technology., Vol. 52, No. 04, pp. 48-51, 2000. ##

[7]. Seright R., Lane R. and Sydans k., “A strategy for attacking excess water production”, in SPE Permian Basin Oil and Gas Recovery Conference, Society of Petroleum Engineers, 2001. ##

[8]. Sydansk R. D. and SerightR., “When and where relative permeability modification water-shutoff treatments can be successfully applied”, in SPE/DOE Symposium on Improved Oil Recovery., Society of Petroleum Engineers, 2006. ##

[9]. Norouzi M. and RashidiF., “DPR polymer gel treatment in oil reservoirs: A workflow for treatment optimization using static proxy models”, Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol. 153, pp. 97-110, 2017. ##

[10]. Liang J., Sun H. and Seright R., “Why do gels reduce water permeability more than oil permeability?”, SPE Reservoir Engineering., Vol. 10, No. 04, pp. 282-286, 1995. ##

[11]. Zaitoun A. and Kohler N., “Two-phase flow through porous media: effect of an adsorbed polymer layer”, in SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Society of Petroleum Engineers, 1988. ##

[12]. Zaitoun A. and Kohler N., “Modification of water/oil and water/gas relative permeabilities after polymer treatment of oil or gas wells”, In Situ ;( USA), Vol. 13, No. 1, 1989. ##

[13]. White J., Goddard J. and Phillips H., “Use of polymers to control water production in oil wells”, Journal of Petroleum Technology., Vol. 25, No. 02, pp. 143-150, 1973. ##

[14]. Sorbie K. S., “Polymer-improved oil recovery”, Springer Science & Business Media, 2013. ##

[15]. Liang J. and Seright R., “Wall-effect/gel-droplet model of disproportionate permeability reduction”, in SPE/DOE Improved Oil Recovery Symposium., Society of Petroleum Engineers, 2000. ##

[16]. Sydansk R., “A new conformance-improvement-treatment chromium (III) gel technology”, in SPE Enhanced Oil Recovery Symposium, Society of Petroleum Engineers, 1988. ##

[17]. Kuzmichonok L., Asghari K. and Nakutnyy P., “Performance of polyacrylamide-chromium (III) gel in carbonate porous media: effect of source of crosslinker on disproportionate permeability reduction and gel strength”, 58th Annual Technical Meeting, 2007. ##