ارزیابی ذرات ژل پیش ساخته با استفاده از آزمون های استاتیک و دینامیک به منظور کنترل یکنواختی پیشروی جبهه تزریق

تزریق ذرات ژل پیش ساخته به مخازن شکاف دار یکی از موثرترین روش ها در کاهش تولید آب ناخواسته و افزایش برداشت نفت محسوب می شود. در این پژوهش یک نمونه از ذرات ژل پیش ساخته به روش پلیمریزاسیون رادیکال آزاد سنتز شده است و عملکرد آن در عملیات کنترل یکنواختی جبهه تزریقی ارزیابی شده است. ذرات ژل پیش ساخته با اندازه مش 50-40 که در آب دریای 100 بار رقیق شده متورم شده اند، بیشترین ظرفیت تورم را از خود نشان دادند. حضور تنها 8/0 % وزنی نانوسیلیکا در ساختار ژل ها سبب افزایش پایداری آنها در برابر افزایش شوری و حضور گاز کربن دی اکسید می شود، به طوری که ذرات ژل تا هفته ها بیش از 80% از آب اولیه خود را حفظ می کنند. حضور اجزای نفتی قابل حل در آب به علت دارا بودن گروه های آلی آبدوست منجر به افزایش 6 واحدی نسبت تورم ذرات ژل می شود. در ادامه عملکرد ژل پیش ساخته در انسداد شکاف توسط سیستم هل-شاو سل بررسی شد. ژل های جای گرفته در شکاف محیط متخلخل جدیدی را با تراوایی به مراتب کمتر از شکاف اولیه ایجاد می کنند. توانایی ژل برای حفظ تراوایی محیط متخلخل تشکیل شده، به دبی آب تزریقی ثانویه، شوری و اندازه ذرات ژل وابسته است. تزریق آب ثانویه به شکاف پس از جایگیری ژل ها، مسیرهای کرمچاله مانندی را برای حرکت سیال در میان شبکه ژل باز می کند و هرچه دبی تزریقی بیشتر باشد مقاومت شبکه ژل در برابر جریان آب کاهش می یابد. افزایش نسبت انطباق ذرات ژل (نسبت قطر ذرات ژل متورم شده به عرض شکاف) تا مقدار 9/2، منجر به افزایش مقاومت شبکه ژل در مقابل جریان آب می شود. اما ذرات با نسبت انطباق 9/2 به بالا، به علت شکسته شدن مقاومت کمتری در برابر جریان آب ایجاد می کنند. این نسبت انطباق بحرانی، مستقل از خواص ژل و شرایط تزریقی است. شبکه ژل متورم شده در آب شورتر مقاومت بالاتری در برابر جریان آب دارد درحالی که تزریق ثانویه آب کمشورتر هرچند قدرت ژله ای ژل ها را کاهش می دهد، اما منجر به افزایش مقاومت ژل ها در برابر جریان آب می شود. در نهایت تاثیر روش تزریق ژل در کاهش تولید آب و افزایش تولید نفت در میکرومدل شکاف دار بررسی شده است. روش درمان با ژل منجر به انسداد شکاف شده و ضریب بازیافت نفت ماتریس از مقدار 29% در مرحله سیلاب زنی اولیه به 94% در مرحله سیلاب زنی ثانویه افزایش می یابد.