بررسی آزمایشگاهی تزریق غیر امتزاجی گاز و آب در مخازن ترکدار به منظور افزایش برداشت نفت

 

نتیجه تصویری برای word"

پایان نامه مهندسی نفت کارشناسی ارشد

۵۱page

 

مخزن هیدروکربوری ساختاری است متخلخل و نفوذپذیر در زیرزمین که انباشتی طبیعی از هیدروکربورها را به صورت مایع و یا گاز در خود جای داده و به وسیله ی سنگ های غیرتراوا از محیط اطراف مجزا گردیده است. سیالات مخزنی موجود در چنین ساختاری شامل نفت و گاز توسط نیروهای طبیعی به درون چاه رانده می‌شوند. قدرت این رانش های طبیعی همزمان با تولید از مخزن کاسته می شود. با افت مداوم فشار مخزن، دبی تولید رفته رفته کم شده تا جایی که دیگر تولید طبیعی از مخزن متوقف می‌شود. میزان بازیابی نفت برای مخازن ایران حدود ۱۵-۲۰ درصد پیش‌بینی می‌شود. به عبارتی تا ۸۰ تا ۸۵ درصد کل نفت مخزن در سازند باقی می‌ماند. بنابراین ‌برای برداشت نفت های باقی‌مانده در مخزن نیازمند روشهای جدید و تکنیکهای پیشرفته هستیم.

به طور کلی مخازن هیدروکربنی به دو دسته مخازن شکافدار و مخازن ترکدار تقسیم بندی می­شوند. مکانیسمهای تولید از این گونه مخازن باهمدیگر متفاوت می­باشد. در مخازن معمول حرکت سیالات در محیط متخلخل بسیار یکنواخت­تر از مخازن ترکدار می­باشد. مخزن شکاف‌دار مخزنی است که در ساختار آن شکستگی یا ترک وجود داشته باشد ضمن آن که این شکاف‌ها شبکه‌ای را ایجاد کنند. این شبکه می‌تواند تمام یا بخشی از مخزن نفت را شامل شود. در ساختار این شبکه، هر یک از سیالها می‌تواند درون شبکه شکافها از هر نقطه به نقطه دیگر جریان یابند. در مخازن ترکدار بیشتر نفت در ماتریس سنگ قرار دارد. ترک‌ها نقش هدایت جریان سیال را بر عهده دارند. در این مخازن ابتدا نفت موجود در شکاف‌ها از طریق چاه برداشت می‌شود. در مدت زمان اولیه تخلیه مخزن، گاز درون ماتریس سنگ توسط انبساط گاز یا گاز محلول از ماتریس خارج شده و وارد ترک‌ها می‌شود. یک کلاهک گازی ثانویه ممکن است تشکیل شود و یا جریان آب از آبران ممکن است اتفاق بیافتد که نتیجه آن تشکیل یک ناحیه نازک نفت در شکاف‌ها می‌باشد. زمانی که فشار مخزن تثبیت شد تنها مکانیزم‌های فعال مخزن ریزش ثقلی و مکش موئینه می باشند. در کلاهک گازی، نیروهای موئینه بسته به ارتفاع بلوک، نفت را درون ماتریس سنگ نگه

 

می‌دارند و از خروج آن جلوگیری می‌کنند و نفت تنها توسط مکانیزم ریزش ثقلی نفت و گاز به سمت شکاف‌ها حرکت می‌کند. در ناحیه مورد هجوم آب، پائینتر از سطح تماس آب و نفت در ترک‌ها، هر دو مکانیزم مکش مویینه و ریزش ثقلی و در جایگزینی نفت از ماتریس به سمت ترک‌ها، در صورت آبدوست بودن قوی سنگ و یا نفتدوست ‌بودن ضعیف سنگ، با هم مشارکت دارند.

به طور کلی مراحل تولید از یک مخزن را می­توان به دو دسته‌ی زیر تقسیم نمود

  1. ۱٫ تولید طبیعی [۱]
  2. ۲٫ تولید بهبود یافته[۲]

در تولید طبیعی، انرژیهای داخلی مخزن سبب تولید سیال می گردند و تزریقی از بیرون به داخل مخزن انجام نمی­شود. این مکانیسمهای طبیعی تولید عبارتند از :

  • انبساط سنگ و سیال[۳]
  • رانش توسط گازمحلول[۴]
  • – رانش کلاهک گازی[۵]
  • رانش توسط آب ورودی به مخزن

این مکانیسمها در فصل دوم به تفصیل مورد بحث قرار می­گیرند. از آنجا که تولید مخازن با مکانیسمهای طبیعی در حد محدودی می­باشد و بعد از مدتی کارآیی لازم را جهت تولید مناسب نخواهند داشت و همچنین به منظور جلوگیری از آسیب زدن به مخزن نیاز است انرژی خارجی به مخزن تزریق گردد. بیشتر مخازن کشور در نیمه دوم عمر خود به سر می­برند و هر چه از عمر این مخازن می­گذرد برداشت از آن دشوارتر می شود. از اینرو نیاز است با روش‌های خاص ( با توجه به شرایط مخزن)­، برداشت از آن را بهتر و بیشتر کرد. البته این نکته را نباید فراموش کرد که در روشهای ازدیاد برداشت باید از میان روش‌های مختلف بهترین آن را از لحاظ عملی و اقتصادی انتخاب کرد. در این میان تزریق گاز و آب به عنوان دو سیال مناسب از نظر کارایی و همچنین در دسترس بودن آنها بهترین گزینه ها می­باشند. البته پیش از تزریق هر نوع سیالی باید خواص سنگ و سیال به دقت مورد بررسی قرار گیرد. گازهای مختلفی جهت ازدیاد برداشت مورد استفاده قرار می­گیرد که معمولترین این گازها گاز متان می­باشد که می­تواند سبب حفظ فشار مخزن گشته و نفت مناطق مختلف را به سمت چاههای تولیدی هدایت نماید. تزریق آب هم در بعضی مخازن انجام می­پذیرد. در تزریق آب بدرون مخازن مختلف، باید به ترشوندگی سنگ، وجود ترکهای مختلف و همچنین خاصیت تورم شیلها توجه ویژه داشت. عدم در نظر داشتن این موارد می­تواند کارآیی این روش را کاهش داده و در بعضی موارد سبب ایجاد آسیبهای مختلف نموده و میزان بازیافت هیدروکربن را کاهش دهد.

 

۱-۲- ضرورت انجام تحقیق

ایران دارای یکی از بزرگترین ذخایر نفت درجا در دنیاست که حجم اولیه آن بیش از  ۵۰۰ میلیارد بشکه تخمین زده می‌شود. از این مقدار بیش از ۴۰۰ میلیارد بشکه در مخازن شکاف‌دار و بقیه آن در مخازن تک‌تخلخلی قرار دارند. از این مجموعه بیش از ۱۵۰ میلیارد بشکه نفت خام یعنی بیش از ۲۰ درصد قابل برداشت است. انجام برنامه های گسترش بهره برداری از مخازن هیدروکربوری مستلزم داشتن علم پیش بینی از عملکرد آن مخزن جهت برنامه ریزی و به خدمت در آوردن امکانات لازم خواهد بود. با توجه به اینکه اکثر مخازن ایران از نوع ترکدار می­باشند، داشتن اطلاعات کافی در این زمینه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از آنجایی که امکان مشاهده مکانیسمهای جابجایی سیال و بازیافت نفت در مخازن و مغزه ها وجود ندارد از میکرومدلهای شیشه ای استفاده می­شود که این امکان را فراهم می­سازد تا بتوان بطور تقریبی بعضی از پدیده هایی را که در مخازن رخ می­دهد، مشاهده نمود. شناخت کلیه مسائل مربوط به تزریق گاز و آب از جمله نوع گاز تزریقی، دبی تزریق آب و گاز، زمان تزریق و … از اهمیت زیادی برخوردارند. میکرومدلهای شیشه ای می­توانند دیدگاه مناسبی از شرایط بهینه تزریق گاز و آب در مخازن نفتی در اختیار ما قرار دهد.

 

۱-۳  اهداف پژوهش

تزریق آب و گاز به عنوان روشهای ازدیاد برداشت ثانویه[۶] از جمله روشهایی هستند که به دلیل هزینه‌های پایین و راندمان تولید بالا نسبت به سایر روشهای ازدیاد برداشت نهایی[۷] بیشترین استفاده را در سرتاسر جهان به خود اختصاص داده­اند. به دلیل در این پژوهش در ابتدا با استفاده از دستورالعمل ساخت میکرومدلهای شیشه ای، چندین میکرومدل طراحی و ساخته می­شود. سپس جریان سیالات در مخزن در دبیهای مختلف شبیه سازی گردیده و تاثیر، ریزش ثقلی آزاد، دبی تزریق گاز و آب بر میزان بازیابی نفت سنجیده می شود. افت فشار و کاهش تولید در مخازن ایران، لازم است که با مطالعه و بررسی هر چه بیشتر این روشها به بررسی اثرات و نتایج تزریق سیالات مختلف پرداخته شود.

 

 

[۱] Natural Depletion

[۲] IOR or Improved Oil Recovery

[۳] Rock and Fluid Expansion

[۴] Solution Gas Drive

[۵] Gas Cap Drive

[۶] Secondary oil recovery

[۷] EOR

 

پایان نامه مهندسی نفت کارشناسی ارشد

۵۱page

 

word

 

 

Sorry, the comment form is closed at this time.