جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "enhanced oil recovery" در نشریات گروه "مهندسی شیمی، نفت و پلیمر"
تکرار جستجوی کلیدواژه «enhanced oil recovery» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
مجله پژوهش نفت، پیاپی 137 (مهر و آبان 1403)، صص 172 -182مکانیزم های دخیل در ازدیاد برداشت با آب کم شور به دو دسته کلی سیال-سیال و سنگ-سیال تقسیم بندی می شوند. از این میان، برهم کنش های سیال-سیال کمتر در مقالات مورد بررسی قرار گرفته اند. یکی از اثرات این برهم کنش ها حفظ و یا افزایش پیوستگی فاز نفت است که موجب بالارفتن تراوایی نسبی فاز نفت و تولید بهتر آن از مخزن می گردد. در این پژوهش برای فهم عمیق تر این اثرات و مقیاس زمانی اثر آنها، پدیده به هم آمیختگی دو قطره نفت در مجاورت شورآب بررسی شده است. برای مطالعه این پدیده دستگاه و روش جدید آزمایشگاهی توسعه داده شد. طبق این روش ابتدا دو قطره نفت (یکی از بالا و یکی از پایین) در مجاورت شورآب مورد نظر به حالت تعلیق درآمده و پس از پیرسازی، به هم نزدیک شده و در تماس با یکدیگر قرار می گیرند. پس از تماس مدتی طول می کشد تا قطرات ادغام شوند که به عنوان "زمان ادغام" ثبت می شود. براساس نتایج به دست آمده، مدت زمان به هم آمیختگی دو قطره نفت با افزایش زمان پیرسازی افزایش می یابد و پس از min 15 تقریبا ثابت می ماند. همچنین زمان ادغام دو قطره نفت رفتاری غیریکنوا با شوری از خود نشان می دهد و در یک شوری میانی به حداکثر میزان خود می رسد. حداکثر زمان ادغام در قدرت یونی کمتری در شورآب های شامل نمک های دو ظرفیتی مانند کلسیم، منیزیم و سولفات نسبت به نمک های تک ظرفیتی می رسد که این مقادیر برای شورآب های سدیم کلرید، منیزیم کلرید، کلسیم کلرید و سولفات سدیم به ترتیب در غلظت های 5/0، 05/0، 05/0، 01/0 مولار می باشند. نتایج این مطالعه پیش بینی می کند که مقدار بهینه شوری برای اثرات سیال-سیال در تزریق آب کم شور در افزایش برداشت نفت وجود خواهد داشت که نیازمند انجام تست های سیلاب زنی برای تایید می باشد.کلید واژگان: ازدیاد برداشت نفت, آب کم شور, ادغام قطرات نفت, ویسکوالاستیسیته, فصل مشترک نفت-آبPetroleum Research, Volume:34 Issue: 137, 2024, PP 172 -182The mechanisms that enhance oil recovery through low-salinity waterflooding can be categorized into two main groups: fluid-fluid interactions and rock-fluid interactions. Fluid-fluid interactions have been less explored in the existing literature. One significant effect of these interactions is the maintenance or increase of oil phase connectivity, which boosts the relative permeability and production rate of oil from the reservoir. This research aims to deepen the understanding of these effects and their time scales by examining the coalescence of two adjacent oil droplets in presence of saline water. A novel device and method were developed in this study. In this method, two oil droplets (one hanging from the top and one from the bottom) are placed near the desired brine. After an aging period, they are brought together to initiate contact. The time it takes for the droplets to merge, known as the “coalescence time,” is recorded. The results show that coalescence time increases with aging time, however starts to stabilize after about 15 minutes. Additionally, the coalescence time of two oil droplets exhibits a nonmonotonic relationship with salinity, peaking at an intermediate salinity level. The maximum coalescence time occurs at lower ionic strengths in brines with divalent salts like calcium, magnesium, and sulfate compared to monovalent salts. The specific values for sodium chloride, magnesium chloride, calcium chloride, and sodium sulfate brines are 0.5, 0.05, 0.05, and 0.01 M, respectively. Ultimatly, this study indicates that there is an optimal salinity for the fluid-fluid effects in low-salinity waterflooding, and understanding these effects on oil recovery necessitates further waterflooding experiments.Keywords: Enhanced Oil Recovery, Low-Salinity Water, Droplet Coalescence, Viscoelasticity, Oil-Brine Interface
-
فرآیند تزریق آب به عنوان یکی از روش های مرسوم افزایش برداشت همواره با مشکل کاهش تزریق پذیری چاه های تزریقی ضمن انجام فرآیند مواجه است. همچنین به علت محدودیت منابع آبی شیرین دنیا، استفاده از انواع منابع غیر معمول آبی مطرح است. تمرکز این پژوهش بر روی منبع آبی زه آب زمین های کشاورزی بوده و سازگاری دو نمونه زه آب نیشکر با سه نمونه نفت میادین جنوب غربی ایران، از نظر تشکیل امولسیون و رسوب مواد آلی، بررسی شده است. همچنین سازگاری زه آب نیشکر و یک نمونه پسآب تولیدی مخزن از نظر تشکیل رسوبات معدنی پایش گردید. نتایج نشان داد امولسیون نمونه زه آب 1 و نفت A در طول مدت زمان سه ساعت، 63% جدایش فازی داشته اما برای نمونه زه آب 2 امولسیون پایدار بدون جدایش فازی مشاهده شد. نفت های B و C با هر دو زه آب رفتار یکسانی داشته و میزان جدایش فازی در زمان های اولیه 37% بود و با گذشت سه ساعت به 82% افزایش یافت. همچنین با تغییر درصد اختلاط زه آب و نفت، تمایل تشکیل امولسیون بصورت محسوسی تغییر می یابد. رفتار متفاوت یک نمونه نفت با زه آب های مختلف می تواند به دلیل اختلاف کشش بین سطحی باشد. به طور نمونه IFT نفت A با زه آب 1 و 2 به ترتیب برابر با 5/11 و dyn/cm 35/15 بوده و IFT نفت B برای هر دو زه آب در بازه dyn/cm 16 بود. از سوی دیگر با قرار دادن هر دو نمونه زه آب در مجاورت پساب تولیدی، رسوبی مشاهده نشد و بنابراین راهکار اختلاط آب ها از منابع مختلف برای افزایش حجم تزریق قابل بررسی است. در نهایت شرایط تشکیل رسوبات مختلف در اثر تزریق زه آب به درون مخزن (قرار گرفتن در شرایط دمایی و فشاری مخزن و مجاورت با آب سازندی) شبیه سازی شد و مشخص گردید تشکیل رسوبات CaCO3 ،CaSO4 و Fe2CO3 محتمل است. به صورت کلی نمونه زه آب نیشکر می تواند گزینه قابل بررسی برای تزریق به برخی میادین نفتی باشد که البته بررسی سازگاری پیش از هرگونه برنامه ریزی، ضروری است.
کلید واژگان: آب تزریقی, زه آب نیشکر, سازگاری, تشکیل امولسیون, تشکیل رسوب آلی, رسوب معدنیThe water injection process is a common method for enhancing oil recovery from reservoirs. However, challenges arise, primarily due to the incompatibility of injected water with both oil and reservoir water. On the other hand, due to the limited availability of fresh water resources worldwide, the use of unconventional water sources is being considered. Among these sources, agricultural drainage water, particularly sugarcane irrigation water, is a significant source. In this study, the compatibility of two samples of sugarcane irrigation water with three samples of oil from southwest Iranian fields was investigated in terms of emulsion formation and organic matter deposition. Additionally, the compatibility of sugarcane irrigation water and a produced water sample was monitored in terms of mineral deposition through laboratory experiments. Furthermore, the results indicate that emulsion formation and phase separation occurred in the emulsion of sugarcane water sample 1 and oil A during the three-hour test period, with a 63% phase separation. However, a stable emulsion without phase separation was observed in the emulsion of sugarcane water sample 2. Similar experiments were conducted with oils B and C, and for both sugarcane irrigation water samples, the phase separation increased from 37% in the initial hours to 82% after three hours. Furthermore, the tendency for emulsion formation changes significantly with variations in the water-oil mixing ratio. On the other hand, no organic deposition resulting from the incompatibility of water and crude oil samples was observed. Overall, sugarcane irrigation water can be a suitable option for injection in some oil fields, but it is important to assess compatibility prior to field implementation. Moreover, no significant deposition was observed when both sugarcane water samples were mixed with the produced water, indicating the possibility of mixing water from different sources for injection. Furthermore, to evaluate the possibility of various depositions due to the injection of sugarcane water into the reservoir, simulation was performed using OLI scale chem software, and the probability of CaCO3, CaSO4, and Fe2CO3 deposition was determined.
Keywords: Injection Water, Sugarcane Irrigation Water, Enhanced Oil Recovery, Environment, Emulsion Formation, Mineral Deposition -
تزریق آب کم شور یا مهندسی شده به عنوان یکی از روش های ازدیاد برداشت نفت از میادین کربناته ایران و جهان موردتوجه می باشد. در کنار مزایای متعدد آن، ارزیابی ریسک های جانبی مانند آسیب سازند در اثر احتمال ناپایداری و رسوب آسفالتین نیز حائز اهمیت است. تاکنون پژوهش های انجام شده در این خصوص، منحصرا معطوف به بررسی تعامل نفت-آب بوده و تاثیر حضور سنگ به عنوان یکی از پارامترهای مهم بررسی نشده است. بنابراین در این پژوهش برای نزدیک تر کردن تست های آزمایشگاهی به شرایط مخزن، با ایجاد تماس بین آب/نفت/ماسه سنگ و اندازه گیری میزان جذب اشعه ماورای بنفش توسط نفت جداشده از امولسیون ها، میزان رسوب آسفالتین در حضور آب های شور مختلف اندازه گیری شد. برای اولین بار دستورالعمل انجام این گونه آزمایش ها به روش "غیرمستقیم" توسعه داده شد. نتایج این آزمایش ها نشان می دهد که میزان رسوب آسفالتین رفتاری غیر یکنوا با شوری دارد و در شوری های پایین افزایش داشته و در شوری های بالا، کاهش می یابد. نتایج همچنین نشان می دهد که در حضور آب دریای دو بار رقیق شده رسوب آسفالتین بیشتری در مقایسه با سایر آب ها ایجاد می شود. با اضافه شدن ماسه سنگ به سیستم به دلیل ایجاد سطح فیزیکی جدید برای نشست آسفالتین و اثر نیروهای الکترواستاتیکی میزان رسوب آسفالتین افزایش می یابد. با بررسی ماسه سنگ های جداشده از امولسیون مشاهده می شود که با افزایش شوری آب میزان رسوب آسفالتین برروی ماسه سنگ نیز افزایش یافته و آب شور سازند باعث ایجاد بیشترین میزان رسوب برروی ماسه سنگ (بیشتر از µg 4/1 بر گرم سنگ) می شود. نتایج این آزمایش ها به درک نقش حضور ماسه سنگ در ناپایداری آسفالتین در تزریق آب کم شور در میادین نفتی می انجامد و امکان تعیین دقیق تر میزان چالش رسوب آسفالتین در شرایط واقعی تری را به دست می دهد.
کلید واژگان: رسوب آسفالتین, ذرات ماسه سنگ, ازدیاد برداشت نفت, تزریق آب کم شور, طیف سنجی اشعه ماوراءبنفشLow-salinity or engineered salinity waterflooding is one of the enhanced oil recovery methods, particularly for the carbonate fields in Iran and around the world. Alongside its numerous benefits, evaluating the side effects such as formation damage due to asphaltene instability and deposition is of paramount importance. Until now, research in this area has primarily focused on the investigation of oil-brine interactions, neglecting the influence of the presence of rock as an essential parameter. Therefore, in this paper, to bring the laboratory tests closer to reservoir conditions, the effect of rock presence was examined by creating contact between brine/fluid/sandstone grains and measuring the UV absorption of bulk oil before and after contact with rock and brine. In this regard, a new “indirect” procedure was developed through which the amount of asphaltene deposition in the presence of various brines was determined. Our results indicate that asphaltene deposition follows a non-monotonic trend with salinity, such that it increases at low salinities and decreases at high salinities, and reaches a minimum value at a middle salinity. The results also show that in the presence of two times diluted seawater, more asphaltene deposition occurs compared to other brines. Adding sandstone particles to the oil-brine system increases the amount of asphaltene deposition due to the creation of a new physical surface for asphaltene adsorption due to the influence of electrostatic forces. Detailed examination of the sand particles reveals that the higher the brine salinity, the higher the asphaltene deposition occurs on the particles; with formation brine leading to the highest asphaltene deposition on the particles (over 1.4 micrograms per gram sand). Ultimately, these experimental results contribute to the understanding of the role of sandstone particles on asphaltene instability during low-salinity waterflooding and provide a more accurate way of evaluating asphaltene deposition at more realistic conditions.
Keywords: Asphaltene Precipitation, Sandstone Particles, Enhanced Oil Recovery, Low Salinity Waterflooding, UV Spectroscopy -
با آغاز تولید نفت یک مخزن، با گذشت زمان برداشت از آن دشوارتر می شود؛ زیرا افزون بر افت فشار، در بیشتر موارد محرک های طبیعی تولید نسبتا ضعیف هستند و در نهایت مجموع نفت تولیدی، کمتر از حجم ذخیره قابل برداشت خواهد بود. به علاوه افزایش طول عمر تولید از مخازن همواره از دغدغه های اصلی صنعت نفت در جهان به شمار می رود و دارندگان این ذخایر می کوشند تا با به کارگیری روش های مختلف با هزینه کمتر و کارایی بالاتر، از منابع خود بهره جویند و مقدار بیشتری از نفت مخازن را به تولید برسانند تا از این طریق درآمد و سود حاصله از مخازن خود را افزایش دهند. بیشتر مخازن ایران نیز در نیمه دوم عمر خود هستند و تولید از آنها با چنین چالش هایی روبه روست. بنابراین به نظر می رسد که با توجه به ضرورت موضوع، به منظور جلوگیری از هدر رفت منابع و استحصال حداکثری از مخازن، نباید به برداشت معمولی (اولیه و ثانویه) اکتفا کرد. زیرا بخش عمده ای از هیدروکربن های مخزن در صورت برداشت معمولی غیرقابل استحصال محسوب می شوند. در جهت رفع مشکل می توان از راهکارهای موثری موسوم به روش های ازدیاد برداشت نفت یاری جست. این روش ها می توانند با ایجاد تغییر در خواص سنگ و سیال مخزن باعث افزایش ضریب بازیافت نهایی و عمر تولیدی مخزن شوند. بدین منظور در پژوهش حاضر میزان تاثیر روش های مختلف ازدیاد برداشت در یکی از چاه های موجود در یکی از میادین کشور به نام «کوه ریگ» مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد سناریوی تزریق بخار، می تواند مناسب ترین روش جهت اجرا در میدان مورد مطالعه می باشد. البته برای فاز عملیاتی نیاز است تا پارامترهای بیشتری مورد بررسی قرار گیرد. این تحقیق صرفا به مقایسه روش های ازدیاد برداشت پرداخته است تا نشان دهد در قدم اول تعیین روش مناسب ازدیاد برداشت از اهمیت ویژه ای برخورداراست.
کلید واژگان: ازدیاد برداشت, اکلیپس, ضریب بازیافت, تزریق سیال, بازده ماکروسکوپیک و میکروسکوپیکAs oil production begins in a reservoir, extraction becomes increasingly challenging over time; this is due to pressure depletion and, in most cases, relatively weak natural driving mechanisms, resulting in ultimately producing less than the recoverable volume of oil. Moreover, extending the production life of reservoirs is always a primary concern in the global oil industry, and reservoir owners strive to maximize their resources by employing various cost-effective and efficient methods to produce more oil from their reserves, thereby increasing their income and profits. Most of Iran's reservoirs are also in the latter half of their lifespan and face such challenges. Therefore, it seems that, considering the urgency of the matter, relying solely on conventional (primary and secondary) recovery methods should be avoided to prevent resource wastage and maximize reservoir recovery. Because a significant portion of reservoir hydrocarbons are considered unrecoverable under conventional extraction. To address this issue, effective solutions known as Enhanced Oil Recovery (EOR) methods can be employed. These methods can increase the ultimate recovery factor and reservoir production life by altering the properties of the reservoir rock and fluid. For this purpose, in present research, the effect of different methods of EOR was investigated in one of the wells in one of the country's fields called " Kooh- Rig ". The results showed that the steam injection scenario can be the most suitable method for implementation in the studied field. Of course, more parameters need to be examined for the operational phase. This research has only compared the methods of EOR to show that in the first step, determining the appropriate method of EOR is of particular importance.
Keywords: Enhanced Oil Recovery, Eclipse, Recovery Factor, Fluid Injection, Macroscopic, Microscopic Efficiency -
مجله پژوهش نفت، پیاپی 135 (خرداد و تیر 1403)، صص 130 -143
رویکرد بهینه سازی ازدیاد برداشت نفت در دهه اخیر یکی از نیازهای اصلی این صنعت برشمرده شده است. هیدروژل ها در این حوزه با توجه به ویژگی های منحصربه فرد خود همچون ساختار سه بعدی، خیاط دوز و دوست دار محیط زیست کاربرد قابل توجهی دارند. با این حال، مطالعات مرتبط با کاربرد هیدروژل ها در ازدیاد برداشت نفت همچنان محدود است. در این مقاله، هیدروژل از پیش تشکیل شده پایدار و اقتصادی بر پایه کربوکسی متیل سلولز به منظور ازدیاد برداشت نفت طراحی و ساخته شده است. به منظور شناسایی ساختاری و بررسی عملکرد PPGs بر پایه کربوکسی متیل سلولز از آزمون های FTIR، آنالیز توزین حرارتی، تورم، رئولوژی، تعیین زاویه تماس و در نهایت سیلاب زنی در مقیاس میکرو استفاده شد. نتایج آزمون FTIR ساختار شیمیایی و پلیمریزاسیون موفق در تشکیل PPG را تایید کرد. براساس آزمون TGA نمونه سنتز شده تا دمای C° 120 دارای پایداری حرارتی قابل قبولی است. قابلیت تورم و جذب آب با حفظ ساختار هیدروژل بیش از 15 برابر وزن خشک اولیه در محیط آب نمک و دمای C° 90 تعیین شد. شایان ذکر است که نمونه ساخته شده قابلیت حفظ و بازیابی ساختار خود را تا کرنش 70% دارد. PPGs بر پایه کربوکسی متیل سلولز قابلیت کاهش 88/47 درجه زاویه تماس و تغییر ترشوندگی از نفت دوست به آب دوست سنگ مخزن را دارد. در نهایت افزایش 24% تولید نفت با سیلاب زنی در یک میکرومدل شیشه ای نسبت به تزریق مرحله دوم با مکانیزم های بهبود بازدهی جاروبی، کاهش نسبت تحرک و بهبود ترشوندگی سطح حاصل عملکرد هیدروژل حاصل شد. این در حالی است که تزریق پلیمر در شرایط مشابه تنها به افزایش 15% تولید نفت منجر شد. نتایج حاکی از پتانسیل بالای PPG برپایه کربوکسی متیل سلولز در بهبود تولید نفت در شرایط سخت مخزن بوده و اهمیت تحقیقات گسترده تر برای بررسی هیدروژل ها بر پایه پلیمرهای طبیعی و بهینه سازی آن ها را بیش از پیش نشان می دهد.
کلید واژگان: هیدروژل پایدار, PPG, ازدیاد برداشت نفت, بازدهی جاروبی, سیلاب زنی میکرومدل, رئولوژیPetroleum Research, Volume:34 Issue: 135, 2024, PP 130 -143The petroleum industry has been focusing on optimizing enhanced oil recovery (EOR) techniques in recent years. Hydrogels have the potential to be used in various sectors of the oil industry due to their unique three-dimensional network structure and environmentally friendly characteristics. However, the application of hydrogels in EOR processes is still limited. This paper introduces a new method of utilizing stable and cost-effective preformed particle hydrogels (PPGs) based on carboxymethyl cellulose for enhanced oil recovery while keeping environmental considerations in mind. The research team conducted various tests such as FTIR analysis, thermal gravimetric analysis (TGA), swelling tests, rheological analysis, contact angle measurement, and micromodel flooding experiments to identify the structural characteristics and performance evaluation of carboxymethyl cellulose-based PPGs. The results of the FTIR analysis confirmed that the chemical structure and polymerization of PPGs were successful. Furthermore, the synthesized samples showed acceptable thermal stability up to 120°C, as indicated by the TGA analysis. The hydrogels demonstrated remarkable swelling and water absorption capacity while retaining their structural integrity. They significantly reduced the mobility ratio, increasing in weight by over 15 times in brine environments at 90°C. The carboxymethyl cellulose-based PPGs also changed the wettability of reservoir rocks from oil-wet to water-wet by reducing the contact angle by 47.88 degrees. Micromodel flooding experiments showed that these hydrogels resulted in a 24% increase in oil production compared to secondary injection, attributed to improved displacement efficiency, reduced mobility ratio, and enhanced surface wettability. On the other hand, polymer injection only resulted in a 15% increase in oil production under similar conditions. The research indicates that these materials have significant potential for enhancing oil recovery under challenging reservoir conditions with high temperature and salinity. Further extensive research on sustainable hydrogels and optimization of their compositions is necessary.
Keywords: Sustainable Hydrogel, PPG, Enhanced Oil Recovery, Sweep Efficiency, Micromodel Flooding, Rheology -
تزریق آب کم شور یا مهندسی شده به مخازن نفتی به عنوان یکی از کاربردی ترین روش های حفظ فشار مخزن و افزایش برداشت نفت، شناخته می شود. با این وجود یکی از جنبه هایی که نیاز به بررسی بیشتر دارد، اثر تغییر شوری آب بر ناپایداری و رسوب آسفالتین است که بسته به میزان آن می تواند منجر به آسیب سازند مخزن و کاهش تزریق پذیری شود. در این پژوهش جهت بررسی میزان آسیب ایجاد شده و مکانیزم های مرتبط، تست های آزمایشگاهی در سامانه هله-شاو به صورت تزریق هم زمان آب و نفت انجام گرفت. تاثیر نوع آب در حضور عامل تحریک کننده آسفاتین (نرمال پنتان) و بدون آن و نوع نفت روی ناپایداری آسفالتین برای دو نمونه نفت خام میدان آب تیمور و کوپال بررسی شد. نتایج برای نفت آب تیمور با آب های مختلف نشان می دهد که نوع آب تاثیر به سزایی در رفتار سطح تماس آب-نفت ازجمله تشکیل امولسیون درجا و رسوب آسفالتین دارد. پایدارترین امولسیون با شعاع قطرات μ 151 در آب دریای دوبار رقیق شده و مقدار رسوب آسفالتین 3/18% حجمی سل در حضور آلکان حاصل شد. نتایج نشان داد که رابطه مستقیمی بین پایداری امولسیون و میزان رسوب آسفالتین وجود دارد؛ به نحوی که هرچه امولسیون پایدارتری تشکیل شود، رسوب آسفالتین بیشتری نیز تشکیل می شود. نتایج آزمایش های تزریق هم زمان نفت آب تیمور و کوپال با آب دریای ده بار رقیق شده نشان داد که نواحی در محیط سل وجود داشتند که علی رغم عبور آب از کناره های آن ها، سطوح تماس نفت-آب همچنان حتی با افزایش نرخ تزریق بدون تغییر باقی مانده اند. تصاویر میکروسکوپی حاکی از وجود یک لایه سخت، که مانع از نفوذ آب و جاروب قطره نفت می گردید، بود. این پدیده نشان می دهد در فرآیند طبیعی تزریق آب کم شور در میادین در برخی شوری ها امکان ناپایداری آسفالتین وجود دارد که ممکن است منجربه تله افتادن قطرات نفت در اثر سخت شدگی سطح سطح تماس آب-نفت شود.کلید واژگان: ازدیاد برداشت نفت, آب کم شور, ناپایداری آسفالتین, سطح تماس نفت-آب, سامانه هله-شاوLow-salinity waterflooding is a practical method to maintain the pressure of reservoirs and increase oil recovery. However, an aspect that requires further investigation is the impact of water salinity on the instability and deposition of asphaltene in the reservoir that may lead to formation damage and injectivity loss. To investigate this type of damage and the associated mechanisms, dynamic tests were performed using a Hele-Shaw cell. Oil and water were co-injected to mimic the injection area condition around the well-bore, and the effect of brine salinity on emulsification and asphaltene precipitation/deposition was investigated. Moreover, two different scenarios were considered to localize the deposited asphaltene: i) in the presence of an asphaltene instability stimulator such as normal pentane, ii) in absence of normal pentane. Furthermore, two compositionally different crude oils were used: Ab-Timur and Koupal. The results for Ab-Timur oil showed that the brine salinity and the type of ions have a significant effect on in-situ emulsification and asphaltene deposition. For this oil, the most stable emulsion with a droplet size of 151 μm was obtained in twice-diluted-seawater and the amount of asphaltene precipitation was 18.3% of the cell volume in the presence of normal alkane. It can be concluded that there is a direct relationship between emulsion stability and asphaltene precipitation: the more stable the emulsion, the more asphaltene deposition. For both oils, it was observed that with ten-times-diluted seawater there are trapped oil areas which are bypassed by the flowing water. Areal microscopic observation showed that the oil-water interface remains unchanged even by increasing injection rate, due to formation of a rigid layer around the oil. Ultimately, this shows that in the actual process of low-salinity waterflooding in oil fields, there is a possibility of asphaltene instability at some salinity ranges that can cause oil trapping due to oil-brine interface hardening.Keywords: Enhanced Oil Recovery, Low-Salinity Waterflooding, Asphaltene Instability, Emulsion, Hele-Shaw Cell
-
هدف از این مطالعه بررسی آزمایشگاهی تاثیر نمک های متفاوت بر بهبود عملکرد سورفکتانت کاتیونی ازمنظر نیروی کشش بین سطحی آب و نفت به صورت دینامیکی است. افزایش تولید از مخازن نفتی از دغدغه های بزرگ شرکت های نفتی است. نیروهای مویینه درون حفره ها، باعث به دام انداختن نفت در میان آن ها می شود و به عنوان یک فاز تولیدناپذیر تلقی می شود. سیلاب زنی سورفکتانت یک فن ازدیاد برداشت نفت است که در آن می توان رفتار فاز را درداخل مخزن با تزریق سورفکتانت ها دست کاری کرد. نتایج، نشان دهنده تاثیر نمک های دوظرفیتی بر بهبود عملکرد سورفکتانت بوده است. هم چنین براساس آزمایش ها، حضور نمک در آب سبب کاهش نیروی کشش بین سطحی می شود. علاوه برآن نمک های دوظرفیتی در مقایسه با نمک های تک ظرفیتی تاثیر بیشتری در کاهش نیروی کشش بین سطحی داشته است،کلید واژگان: ازدیاد برداشت نفت, سورفکتانت های کاتیونی, نیروی کشش بین سطحی آب و نفت, نمک های دوظرفیتی, نمک های تک ظرفیتیThe purpose of this study was to investigate the effect of different salts on improving the performance of cationic surfactants in terms of the dynamic interfacial strength between the surface of water and oil. Increasing production from oil reservoirs has been a major concern for oil companies. Capillary forces inside the holes cause oil to be trapped between them and it is considered as an unproductive phase. Surfactant flooding is a technique to increase oil recovery in which the phase behavior inside the reservoir can be manipulated by injecting surfactants. The results showed the effect of divalent salts on the improvement of surfactant performance. Also, based on the experiments and previous studies, it can be concluded that the presence of salt in water reduces the interfacial tension force. In addition, divalent salts have a greater effect in reducing interfacial tension compared to monovalent salts.Keywords: Cationic surfactants, Divalent salts, Enhanced oil recovery, Interfacial tension between water, oil, Monovalent salts
-
بخش اعظمی از تولید نفت در جهان از میدان های متعارف قدیمی (Mature Fields) به دست می آید. افزایش ضریب بازیافت نفت از این منابع هدف اصلی برای شرکت های نفتی و دولت های تولیدکننده نفت است. علاوه براین، نرخ جایگزینی ذخایر تولیدشده با اکتشافات جدید به طور پیوسته در دهه های اخیر رو به کاهش بوده است. بنابراین، افزایش ضریب برداشت از میادین تحت تولید اولیه و ثانویه برای پاسخ گویی به تقاضای رو به رشد انرژی در سال های آینده مهم است. روش های مختلفی برای افزایش ضریب برداشت از میدان وجود دارد که یکی از متداول ترین آنها روش تزریق گاز است. ازدیاد برداشت از طریق تزریق گاز در مخازن کربناته شکاف دار و مخازن دارای سیال سبک مانند نفت های فرار بیشتر استفاده شده است. چهار رویکرد اصلی در روش تزریق گاز شامل تزریق دی اکسیدکربن، تزریق نیتروژن، بازگردانی گازهای هیدروکربوری طبیعی و تزریق گازهای حاصل از احتراق است. در دو دهه ی اخیر، به دلیل وضع پروتکل های زیست محیطی و قوانین بین المللی مانند پیمان کیوتو و کپنهاگ، انجام هم زمان ذخیره سازی و نیز ازدیاد برداشت با استفاده از دی اکسیدکربن به عنوان اصلی ترین گاز گلخانه ای مورد توجه قرارگرفته است. تزریق گاز های حاصل از احتراق یکی از روش های چایگزین گازهای هیدروکربوری است که می تواند مشکلات و چالش ها را به کمترین میزان رساند. در این مطالعه به بررسی فنی و اقتصادی ایده تزریق گازهای حاصل از احتراق به عنوان یک روش کارآمد، در دسترس و ارزان قیمت تر نسبت به سایر روش های تزریق گاز پرداخته می شود. نتایج فنی این طرح شامل مطالعات آزمایشگاهی و خروجی های شبیه سازی عملکرد مدل واقعی مخزن و مطالعات اقتصادی براساس آخرین ارزیابی های قیمتی تهیه شده است.کلید واژگان: امکان سنجی, اقتصاد, ازدیاد برداشت, گاز احتراق, تولید برقIn the last two decades, due to the establishment of environmental protocols and international laws such as the Kyoto and Copenhagen agreements, simultaneous storage and EOR using carbon dioxide as the main greenhouse gas has been considered. Injecting gases from combustion is one of the methods of extracting hydrocarbon gases that can minimize problems and challenges. In this study, the technical and economic analysis of the idea of injecting combustion gases (Flue gas) as an efficient, available, and cheaper method than other gas injection methods is discussed. The technical results of this project include laboratory studies and simulation outputs of the actual reservoir model performance and economic studies based on the latest price evaluations.Keywords: Feasibility, Economy, Enhanced Oil Recovery, Flue Gas, electricity
-
تصمیم گیری در انتخاب یک یا چند روش ازدیادبرداشتی از میان روش های مختلف، یکی از مراحل حیاتی در فرآیند توسعه میادین نفتی به شمار می رود. انتخاب درست روش افزایش برداشت نقش کلیدی در موفقیت فنی و اقتصادی پروژه های کلان در صنعت نفت دارد. معمولا برای غربال گری و اتخاذ تصمیم مناسب در خصوص تعیین روش های کاندیدای پیاده سازی افزایش برداشت یک مخزن از پارامترهای متعددی همچون، میزان ظرفیت ذخیره مخزن، قابلیت انتقال و عبوردهی سیال، عمق مخزن، ضخامت لایه نفتی، دمای مخزن و گرانروی نفت تاثیرگذار می باشند. هدف و رویکرد اصلی این پژوهش، تلفیق روش های هوش مصنوعی شامل: 1- سیستم های منطق فازی (مبتنی بر دانش انسانی) و 2- شبکه عصبی مصنوعی (داده محور) به عنوان یک ابزار و راه کار مناسب در کاهش عدم قطعیت و غربال گری روش های ازدیادبرداشتی استفاده کرد.در این مطالعه از داده های تاریخچه ازدیاد برداشت مخازن مختلف در سطح دنیا برای تعریف مجموعه های فازی و تعیین قوانین فازی بین متغیرهای ورودی و خروجی استفاده و در نهایت یک مدل فازی ارایه گردید. با توجه به عدم توازن در فراوانی و تعداد برچسب برخی از کلاس ها، طراحی آزمایش و روش سطح پاسخ به عنوان یک راه کار برای آماده سازی داده های ورودی برای مدل شبکه عصبی تک لایه استفاده گردید. مدل شبکه عصبی پیش خور با معماری 20 نرون، تابع فعال سازی سیگموییدی در لایه مخفی و عملکرد مدل با ضریب همبستگی 95 و 92% به ترتیب برای داده آموزش و صحت سنجی، برای تعیین و غربال گری روش های ازدیادبرداشت میادین نفتی استفاده گردید. در نهایت با استفاده از استراتژی الویت بندی و تلفیق نتایج روش های مختلف، الویت کاندیدهای مناسب ازدیادبرداشت تعیین گردید.کلید واژگان: غربال گری, ازدیادبرداشت, هوش مصنوعی, منطق فازی, طراحی آزمایشDecision-making to choose the best Enhanced Oil Recovery (EOR) method(s) among different variety of models, is a vital step in the oil reservoir development process. Selecting the proper EOR method has a key role in the technical and economic success of enormous oil industry projects. Screening criteria are used for selecting the best EOR method(s) for an oil reservoir with specific rock and fluid properties. The main input parameters that affect the screening process include; Reservoir capacity, fluid transmissibility and permeability, depth, net thickness, temperature, and oil gravity (API). Considering mentioned parameters have uncertainty, specifying a suitable EOR method for reservoir development is a radical challenge. It can be used combination of fuzzy logic systems (knowledge base) and artificial neural networks (data-driven) as a suitable tool and solution for expressing uncertainty and screening methods. In this study, data from the history of different reservoirs worldwide is used to define fuzzy variables and determine fuzzy rules between input and target variables, and finally, a fuzzy model and a single-layer neural network with 20 neurons are presented. ANN model provides 92% accuracy in the prediction of the target method. Consequently, we proposed the ensemble model for the selection of the EOR screening tool.Keywords: Screening, Enhanced Oil Recovery, Artificial Neural Network, Fuzzy Logic, Ensemble Method
-
تزریق آب داغ همواره یکی از سازوکارهای رایج در افزایش میزان بازیابی نفت از مخازن است؛ اما امروزه از روش های نوین ازدیاد برداشت برای بازیافت نفت استفاده می شود که یکی از این روش ها، سیلاب زنی محلول های بسپاری درون مخازن است. هدف از این تحقیق، بررسی فرایند بهبود بازیافت نفت گران رو با تزریق آب مقطر و محلول بسپاری پلی آکریل آمید از یک محیط متخلخل دو بعدی به صورت تجربی است. برای مطالعه الگوهای جریان حین تزریق سیال پایه و محلول بسپاری، تزریق سیالات جابه جاکننده در دبی ثابت 4mL/min انجام گرفت. هم چنین، برای بررسی اثر دمای سیال تزریقی در جابه جایی سیال- سیال و بهبود بازده بازیابی نفت، سیالات جابه جاکننده در دما های 25 و 90 درجه سلسیوس تزریق شدند. نتایج مطالعه حاضر نشان داد که با افزودن پلی آکریل آمید به آب، گران روی سیال جابه جاکننده به میزان قابل توجهی افزایش پیدا کرده که منجربه افزایش عدد مویینگی شده و این امر سبب بهبود بازیافت نفت تا 2/65% هنگام تزریق محلول پلی آکریل آمید 5000 پی پی ام در دمای محیط می شود. هم چنین، افزایش دما با کاهش نسبت تحرک پذیری سیالات جابه جاشونده و جابه جاکننده، میزان برداشت نفت با تزریق محلول بسپاری 5000 پی پی ام تا 4/66% افزایش پیدا می کند که این مقدار، بیشترین میزان بازیافت نفت پایه با تزریق سیالات جابه جاکننده در مطالعه حاضر است.کلید واژگان: ازدیاد برداشت نفت, محیط متخلخل دوبعدی, پلی آکریل آمید, دماHot water injection is one of the common mechanisms to enhance the oil recovery from reservoirs. But, novel methods of enhanced oil recovery are used for oil recovery, and one of them is flooding polymeric solutions inside the reservoirs. The main purpose of this experimental study is to investigate the process of enhancing the recovery of viscose oil by injecting distilled water and polyacrylamide-based polymeric solution from a two-dimensional porous medium. In order to study the flow patterns during the injection of base fluid and polymer solution, injection of displacing fluids was performed at a constant flowrate of 0.4 mL/min. Also, to investigate the effect of injected fluid temperature on fluid-fluid displacement and enhanced oil recovery efficiency, displacing fluids were injected at temperatures of 25°C and 90°C. The results showed that by adding polyacrylamide to water, the viscosity of the displacing fluid increased significantly, which led to an increase in the capillary number, and enhanced oil recovery up to 65.2% when injected with 0.5%wt polyacrylamide at ambient temperature. Also, increasing the temperature and reducing the mobility ratio of displacing fluids and base oil, the efficiency of oil recovery by injecting 5000ppm polymer solution increased to 66.4%, which is the maximum rate of base oil recovery by injecting displacing fluids in present study.Keywords: Enhanced oil recovery, 2D Porous medium, Polyacrylamide, Temperature
-
Journal of Oil, Gas and Petrochemical Technology, Volume:10 Issue: 2, Summer and Autumn 2023, PP 110 -124
In the present study, acrylamide/2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AM/AMPS) copolymers were synthesized for enhanced oil recovery (EOR). The effects of silica nanoparticles (SNPs) on the copolymer solution viscosity and oil recovery factor was investigated. Chemical structure of the copolymers and viscosity of the resultant aqueous solutions were determined using Fourier-transform Infrared (FTIR) spectrometer and an Ostwald viscometer, respectively. The functionality of the AMP55 copolymer in polymer injection test was studied using a glass micromodel. Oil recovery factor of 62.3% was obtained for injection of AMP55 copolymer. Additionally, the effect of SNPs on the solution viscosity and oil sweeping efficiency was studied. For this purpose, various amounts of SNPs (1, 2, and 3 wt.%) were added to the solutions with different AMP55 concentrations. Rheological results showed that incorporation of 2 wt.% of SNPs resulted in maximum viscosity of 42.8cs. Injection test results indicated that introduction of the 2 wt.% SNPs in the AMP55 solution enhanced the sweeping efficiency (71.7%) and recovery factor 15% and 400%, compared to the SNPs free copolymer solution and water flooding, respectively. The experiments led to proper selection of the synthesized copolymer structure and SNPs content in its solution, to attain the maximum viscosity and oil sweeping efficiency.
Keywords: AM, AMPS, Enhanced Oil Recovery, Copolymer, Silica nanoparticle, Glass Micromodel -
روش آب کم شور با نانوذرات می تواند به عنوان یکی از روش های ترکیبی ازدیادبرداشت در نظر گرفته شود. هدف این مقاله، بررسی اثر شوری بر نانوذرات همراه با یک ماده فعال سطحی سبز در ازدیاد برداشت نفت است. تلاش شد تا ترکیب مناسب نانوهیبرید و غلظت بهینه شوری برای نانوسیالات در آزمون سیلاب زنی میکرومدل مشخص شود. در این پژوهش، از نانوذرات اکسید فلزی گاما-آلومینا و سیلیکا در سیالات پایه با شوری های متفاوت به کار برده شد. نانوذرات باعث بهبودی بازیافت نهایی نفت می شوند اما مهم ترین چالش استفاده از نانوذرات هنگام قرارگیری آنان درکنار یونهای دو ظرفیتی موجود در آب نمک است که به شدت ناپایدار می شوند. از این رو تلاش شد تا پایداری نانوذرات گاما-آلومینا، سیلیکا و هیبریدهای شان (در نسبت های جرمی مختلف) با شوری متفاوت مورد مطالعه قرار گیرد. برای افزایش مدت زمان پایداری نانوذرات در آب هایی با شوری مختلف از ماده فعال سطحی سازگار با محیط زیست و سبز به نام صمغ عربی استفاده شد. طراحی آزمایشها با کمک نرم افزار و با روش تاگوچی صورت گرفت. پس از آماده سازی نانوسیالات پایداری آنان مورد بررسی قرار گرفت و برروی نانوسیالاتی که پایداری مناسبی داشتند تست سیلاب زنی انجام شد. بر طبق نتایج آزمایشگاهی کمترین مدت زمان پایداری مربوط به نانوسیالاتی است که سیال پایه آن ها شوری برابر با ppm 40710 را دارد. بیشترین بازیافت نهایی نفت مربوط به نانوهیبرید گاما-آلومینا و سیلیکا با نسبت جرمی 10:90 در آب با شوری ppm 20400، همراه با ppm 1000 صمغ عربی برابر با 34/60% و کمترین بازیافت نهایی نفت برای نانوذره سیلیکا با آب مقطر بدون صمغ عربی برابر با 5/34% گزارش شد.کلید واژگان: آب کم شور, نانوهیبرید گاما-آلومینا و سیلیکا, صمغ عربی, پایداری نانوسیال, ازدیاد برداشت نفتThe method of low salinity water with nanoparticles can be considered as a hybrid method of enhanced oil recovery. The goal of this paper is to investigate the effect of salinity on nanoparticles with a green surfactant in enhanced oil recovery. It was tried to determine the appropriate mass fraction of the nanohybrid and the optimal concentration of salinity for nanofluids in the micromodel flooding test. In this research, gamma-alumina and silica metal oxide nanoparticles were used in basic fluids with different salinities. Nanoparticles improve oil recovery factor, however the most important challenge of using nanoparticles is when they are placed next to divalent ions in brine, which become very unstable. Therefore, an attempt was made to study the stability of gamma-alumina, silica and their hybrid nanoparticles (in different mass fractions) with different salinity. To increase the duration of stability of nanoparticles in water with different salinity, environmentally compatible and green surfactant called Gum Arabic was used. The experiments were designed with software and Taguchi method. After the preparation of nanofluids, their stability was investigated and the flooding test was performed on the nanofluids that had good stability. The lowest stability period was related to nanofluids whose base fluid was reported to have a salinity of 40,710 ppm. The highest recovery factor of gamma-alumina nanohybrids with a mass fraction of 10:90 in water with a salinity of 20400 ppm, with 1000 ppm of Arabic gum equal to 60.34% and the lowest recovery factor among nanofluids for silica nanoparticles with deionized water without gum Arabic was reported to be 34.5%.Keywords: Low Salinity Water, Gamma-alumina-silica nanohybrid, Gum Arabic, Stability Nanofluid, Enhanced Oil Recovery
-
تزریق آب با شوری کم به عنوان یکی از روش های ازدیاد برداشت، در طول سال های اخیر مورد توجه محققان قرار گرفته است. استفاده از روش های دیگر همراه با تزریق آب با شوری کم نیز مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته و روش هایی مانند تزریق آب با شوری کم همراه با مواد فعال سطحی یا پلیمر کارایی خود را در هرچه بیشتر کردن ضریب بازیافت نفت نشان داده است. در این مطالعه، با تزریق آب با شوری کم همراه با پلیمر به پنج نوع مدل شن فشرده میزان تولید نفت و اثرات تزریق پلیمر و آب با شوری کم بر تولید نفت مورد بررسی قرارگرفته است. به همین منظور، سه آزمایش تزریق پلیمر به صورت مرحله سوم و دو آزمایش به صورت مرحله دوم انجام شده است. نتایج تزریق پلیمر به صورت مرحله دوم و مرحله سوم همراه با آب با شوری کم نشان می دهد که تزریق پلیمر در مرحله سوم، عملکرد بهتری را نسبت به تزریق مرحله دوم دارد و میزان بازیافت نفت تولیدی در نقطه شکست حدود 11% بیشتر است. در حالت تزریق مرحله سوم با افزایش غلظت پلیمر تزریقی، بازیافت نفت با فعالیت سازوکارهای کاهش تحرک پذیری سیال جابه جاکننده نفت و افزایش بازدهی میکروسکوپی، بیشتر می شود. در تزریق پلیمر به صورت مرحله دوم به دلیل تماس با آب بسیار شور سازند، میزان جذب سطحی پلیمر افزایش یافته و موجب کاهش تراوایی محیط متخلخل شده و بازیافت نفت کمتر می شود. آنالیز pH آب های تولیدی نیز نشان می دهند که در طول تزریق آب با شوری کم سازوکار افزایش pH فعال بوده و تغییر ترشوندگی به سمت آب دوستی، موجب افزایش بازیافت نفت می شود. در این مطالعه با استفاده از انداره گیری ضریب انکسار نوری آب های تولیدی که بیانگر چگونگی تغییر شوری آب می باشد، نحوه جابه جایی پلیمر و آب با شوری کم نیز مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است.کلید واژگان: آب با شوری کم, ازدیاد برداشت نفت, تزریق پلیمر, ضریب بازیافت, نفت سنگینIn recent years, low salinity polymer injection as an enhanced oil recovery method has drawn more attention by researchers. Combination of other methods with low salinity water injection has also been investigated in the literature. Among them is the combined low salinity water and surfactant or polymer injection which shows its efficiency in enhancing oil recovery. In this study, the combined low salinity water and polymer injection to five sandpack models and its efficiency in oil production is investigated through different flooding experiments. To this end, three and two polymer injection experiments were conducted in tertiary and secondary modes (after and before low salinity water injection), respectively. The results indicates that polymer injection in tertiary mode has better performance than the secondary mode injection experiments as in the former case the oil recovery at breakthrough is about 11% higher than the later one. In tertiary polymer injection experiments, as the concentration of polymer solution increases, the mobility of the displacing fluid decreases leading to an increase in the microscopic efficiency. During the secondary polymer injection, polymer is in contact with the high salinity formation water which increases the adsorption of polymer onto the rock surface and decreases the permeability of the porous medium. As a result, oil recovery decrease. The pH analysis of the produced water shows that during the low salinity water injection experiments, the pH increment is the active mechanism and the wettability alteration toward water-wet increases the oil recovery. Displacement of the polymer and low salinity water are also investigated by measuring the refractive index in the produced water indicating the trend of the salinity change.Keywords: Low Salinity Water, Enhanced Oil Recovery, Polymer injection, Recovery Factor, heavy oil
-
Through stability experiments, this study investigates the stability of foams prepared using Cetyltrimethylammonium Bromide (CTAB). The aim is to examine the influence of salt type, salinity, and brine composition on foam stability. The findings reveal that salts diminish stability at intermediate and high salinities, while the brine composition also significantly affects stability. By manipulating the composition, it is possible to achieve optimal foam stability. Specifically, seawater compositions with doubled concentrations of CaCl2, Na2SO4, KCl, NaCl, and identical concentrations of MgCl2 are identified as the optimum concentrations of smart water for attaining the best foam stability, with respective half-lives of 270, 298, 262, 280, and 248 seconds. Additionally, the longevity of CTAB foams is adversely affected by oils, although the impact varies depending on the type of hydrocarbon. Generally, more polar hydrocarbons exhibit a reduced negative effect on foam stability.
Keywords: Surfactant, foam injection, stability, Enhanced Oil Recovery, Salt -
As carbon dioxide emissions rise worldwide, the world is still experiencing many consequences of these emissions. This challenge can be addressed using carbon capture, utilization, and storage (CCUS). Energy transfer generally requires a good program in which CCUS plays a crucial role. CO2-EOR, which allows for storing carbon dioxide (CO2), is a suitable option in this area. It provides economic returns from oil that could not be recovered before without this method and has environmental benefits, which shows its importance compared to other EOR methods. In this study, an oil reservoir is simulated using field data to compare this method with the water injection method and natural depletion method of the reservoir. Water and CO2 injection increased oil recovery by 8.4% and 12.7%, compared to natural depletion. The surrogate reservoir model was built using the machine learning (ML) technique by choosing the scenario of CO2 injection to reduce the computational load and the possibility of using it in optimization tasks. Therefore, using the data-driven model, we can reproduce the data related to the CO2-EOR process in a much shorter period of time, thereby allowing us to select the most efficient parameters and their ranges for different processes. The numerical simulator was run 250 times to extract the necessary data. The ANN is applied to the data and trained after the database is built and the hyper-parameters have been optimized. ANN consists of two hidden layers with 81 and 51 neurons, respectively, and a 0.05 learning rate after optimization. The trained two-objective ANN was a MAPE of less than 2.5% in the test data for both objectives, i.e., oil recovery and carbon dioxide storage. To further validate and ensure the accuracy of the trained ANN, the numerical simulator was run randomly ten times and compared with the values predicted by the ANN. MAPE for both objectives was less than 2.6%. Therefore, the ANN that makes predictions in a fraction of a second has a suitable accuracy that can be used as a surrogate reservoir model.Keywords: Enhanced Oil Recovery, CO2-EOR, Simulation, Oil Reservoirs, Artificial Neural Networks (ANNs), Water Injection
-
موضوع تحقیق:
یکی از روش های نوین در فرایندهای افزایش بازیافت نفت از مخازن هیدروکربوری، به کارگیری امواج فراصوت است. در این تحقیق با استفاده از امواج فراصوت و اعمال آن در یک مخزن نمونه مقیاس بزرگ، به بررسی اثر آن در ازدیاد برداشت نفت به روش عددی پرداخته شده است.
روش تحقیق:
در این تحقیق فرایند مدل سازی با استفاده از نرم افزار متلب انجام شده است. ابتدا با تعیین محیط متخلخل میزان افزایش فشار حاصل از موج فراصوت با توجه به حل معادلات صوت (هلمهولتز) توسط جعبه ابزار k-waves متلب بررسی شده و سپس با تعیین مخزن نمونه و حل معادلات حاکم بر مخزن میزان تغییرات فشار حاصل از جریان سیال در حضور چاه تولیدی به بررسی اثر موج فراصوت در ازدیاد برداشت نفت پرداخته می شود. در نهایت با توجه به تولید تجمعی در زمان مشخص از چاه تولیدی و تعیین بازیافت نفت از مخزن در حضور موج، به بررسی اثر پارامترهای موقعیت مکانی چاه و فاصله آن از منبع تولید موج، زمان شروع تولید موج، شیوه ای اعمال موج)پالسی و پیوسته)، در فرکانس و توان بهینه پرداخته می شود.
نتایج اصلی:
با توجه به نتایج به دست آمده از مدلسازی، هرچقدر زمان شروع اعمال موج به روزهای اول تولید نزدیک تر باشد، میزان بازیافت نفت نیز بیشتر می شود؛ به گونه ای که با شروع اعمال موج فراصوت تحت توان 5 کیلووات و فرکانس 20 کیلوهرتز هم زمان با تولید نفت چاه از روز اول، بازیافت نفت نسبت به بازیافت نفت در حالتی که شروع اعمال موج از روزهای پنجاه و نود باشد، به ترتیب 4/5% و 8% بیشتر شده است. بازیافت نفت درصورتی که موج در زمان مشخص به صورت پیوسته به مخزن اعمال شود به میزان 1/8% نسبت به حالتی که در همان زمان به صورت پالسی اعمال شود، بیشتر است .نتایج مدل سازی نشان می دهد که هرچقدر فاصله منبع تولید موج با چاه تولیدی کمتر باشد، افت فشار محدوده چاه کمتر شده و بازیافت نفت افزایش می یابد. به طوری که طبق نتایج اگر منبع تولید موج در فاصله 200 فوتی از چاه تولیدی قرار گرفته باشد، نسبت به فاصله 1800 فوتی از چاه بازیافت نفت 7/1% افزایش می یابد.
کلید واژگان: ازدیاد برداشت, امواج اولتراسونیک, شبیه سازی و مدلسازی, دبی تجمعی, تغییرات فشارResearch topic: One of the new methods in the processes of increasing oil recovery from hydrocarbon reservoirs is the method of using ultrasonic waves. In this research, using ultrasonic waves and their application in a large-scale sample tank, its effect on increasing oil extraction by the numerical method is investigated.
Research MethodIn this research, the modeling process has been performed using MATLAB software. First, by determining the porous environment, the amount of pressure increases due to ultrasonic waves due to solving the sound equations (Helmholtz) by MATLAB k-waves toolbox is investigated. Finally, considering the cumulative production at a specific time from the production well and determining the oil recovery from the reservoir in the presence of a wave, to examine the effect of well location parameters and its distance from the wave generation source, wave production starts time, wave application methods (Pulsed and continuous), is performed at an optimal frequency and power.
Main resultsAccording to the modeling results, the closer the wave start time is to the first days of production, the higher the oil recovery rate; So that by starting the application of ultrasonic wave under the power of 5 kW and frequency 20 kHz simultaneously with the production of well oil from the first day, oil recovery compared to oil recovery in the case of starting the wave from the fifty and ninety days, respectively 4/5% and 8% more. Oil recovery is 1.8% higher if the wave is applied continuously to the reservoir at a given time than when pulsed at the same time. The modeling results show that the shorter the distance between the wave source and the production well, the lower the pressure drop in the reservoir area and the higher the oil recovery. According to the results, if the source of wave production is located at a distance of 200 feet from the production well, it will increase by 7.1% compared to the distance of 1800 feet from the oil recovery well.
Keywords: enhanced oil recovery, ultrasonic waves, simulation, modeling, Cumulative rate, pressure change -
مجله پژوهش نفت، پیاپی 126 (آذر و دی 1401)، صص 95 -109سیلاب زنی از طریق تزریق گاز دی اکسید کربن مدت های مدیدی است که به عنوان یک روش رایج به منظور بهبود بازیابی نفت، کاهش اثر گلخانه ای گاز دی اکسید کربن، ذخیره سازی دی اکسید کربن بکار میرود. تزریق گاز به صورت امتزاج پذیر همواره به عنوان کارآمدترین روش جهت افزایش ضریب بازیافت مطرح بوده است. ولیکن شرایط مخازن همواره به گونه ای نیست که فشار مخزن بالاتر از فشار امتزاج پذیری باشد؛ بلکه به دلیل مشکلات ناشی از حفظ و نگهداری فشار مخزن در محدوده موردنظر، اغلب مخازن که تحت عملیات تزریق گاز امتزاج پذیر بوده اند، مقادیر فشاری کمتر از فشار کمینه امتزاجی را تجربه می نمایند. لذا در این موقعیت، فرآیند تزریق تحت شرایط نزدیک- امتزاج پذیر از لحاظ عملیاتی امکان پذیرتر است. هدف از این مطالعه بررسی رفتار جریانی نفت- دی اکسید کربن در مقیاس- منفذ در فرآیند تزریق گاز نزدیک- امتزاج پذیر در یک محیط متخلخل ناهمگن است. از این رو ابتدا ناحیه فشاری نزدیک- امتزاج پذیری موثر براساس معیارهای موجود محاسبه و تعیین می گردد. سپس شبیه سازی عددی در مقیاس- منفذ در حد پایینی ناحیه فشاری مورد نظر (کمینه فشار ناحیه برابر با 87/0 حداقل فشار امتزاج پذیری)، با بهره گیری از ماژول میدان فازی در ترکیب با روابط ناویراستوکس با اتخاذ خواص سطحی نفوذی و خواص هیدرودینامیک سیالات در نرم افزار کامسول صورت می پذیرد. بررسی کمی نتایج حاصل از این مطالعه به منظور درک بهتر از مکانیسم بازیافت نفت در مقیاس-منفذ نشان می دهد چنانچه شرایط فشاری در سرتاسر مدل سازی در ناحیه فشاری نزدیک- امتزاج پذیری موثر حفظ گردد، ضریب بازیافت نفت از حدود 50% به بیش از 90% ارتقاء می یابد که این میزان بازیافت به مقادیر مربوط به فرآیند تزریق گاز امتزاجی نزدیک است.کلید واژگان: ذخیره سازی دی اکسید کربن, مدل مقیاس- منفذ, ناحیه نزدیک- امتزاج پذیری, ازدیاد برداشت نفت, میدان فازیCarbon dioxide (CO2) gas flooding has long been regarded as a popular method of improving oil recovery as it can reduce the carbon footprint in the atmosphere through carbon storage and CO2 sequestration. Miscible flooding is considered the most efficient way to reach the maximum oil recovery factor. However, not only do not all oil reservoirs experience pressures above miscibility but also due to difficulty in retaining reservoir pressure in the desired region, numerous miscible flooding operations experience pressure decline below minimum miscibility pressure (MMP). In these circumstances, a near-miscible process seems to be attainable and practical compared with a miscible injection. In the current study, we exclusively focus on pore-scale near-miscible CO2-oil displacement. In this regard, the effective near-miscible region is determined based on the available criteria in the literature. Then at the lower-pressure limit of the defined near-miscible region, Phase-Field coupled with the Navier-Stokes equation as the numerical approach is implemented to investigate the CO2-Oil displacement by capturing the diffusive interface properties and hydrodynamic properties of fluids. Quantitative analysis of results, to better realize the pore-scale mechanism of oil recovery demonstrated that if the pressure conditions are maintained throughout the modeling in the effective near-miscible pressure region, almost significant amounts of by-passed oil in the pores from small to large to be recovered and the oil recovery increased from 50% to more than 90% approaching the results of miscible gas injection. This outcome can accentuate the significance of near-miscible CO2-EOR in operation applications.Keywords: CO2 storage, near-miscible region, Enhanced Oil Recovery, pore-scale model, Phase Field
-
In this study, the effect of silica nanoparticles on the stability of foams that are stabilized with sodium dodecyl sulfate anionic surfactant was investigated. This surfactant can significantly increase the stability of the foam by reducing the surface tension. For experiments, first, the stability of the foam obtained from this surfactant in the presence of deionized water and then in the presence of NaCl solution and seawater were investigated. Then, by changing the salinity of NaCl solution and seawater, a change in the stability of the resulting foams was investigated, and the results were reported. The effect of the simultaneous presence of different concentrations of silica nanoparticles in the above solutions was investigated, and stability results were reported. According to the experimental results, the amount of foaming and the half-life of foam in the presence of deionized water is equal to 201 minutes, but the addition of brine reduces this amount. The presence of nanoparticles increases stability. In the presence of deionized water and surfactant, it reaches more than 280 minutes. Finally, the surface tension changes in the optimal concentration of the surfactant in exchange for the change in the concentration of nanoparticles were investigated. In the optimal concentration of surfactant and NaCl solution, the surface tension decreased to 21 mN/m.
Keywords: Surfactant, Foam injection, Stability, Enhanced Oil Recovery, Salt -
In the process of oil recovery, after the initial oil recovery process, a considerable amount of oil remains in oil reservoirs. Enhanced oil recovery methods are used to extract residual oil of reservoirs. Various methods are used to improve oil recovery, one of which is the injection of nanofluids instead of water injection. In this study, a numerical study has been considered to determine the effect of various nanomaterials on the improvement of oil recovery. Various nanoparticles have been included, and their major impacts on the factors affecting oil extraction are also presented. The black oil model has been used to study the numerical effect of the nanoparticles on oil extraction. A mixture of different metal oxides nanoparticles such as Al2O3, TiO2 and SiO2, and water as nanofluids is used as an aqueous phase in solving problems. Mass balance and momentum balance equations of nanofluids are solved numerically. In this study, the effect of temperature changes, nanoparticle concentration, nanofluid density, size and density of solid particles of nanoparticles on oil recovery, interfacial tension, and pore pressure variations have been examined.According to the results presented in this study, the addition of nanoparticles reduces the amount of suction and interfacial tension and also increases the amount of oil extraction by about 10%. By increasing the concentration of nanomaterials in the base solution, the amount of oil extraction increases by average 10%. The effect of the size and density of solid particles of nanoparticles on the amount of oil extraction is considerable, and the variations of these parameters also result in a change in oil extraction and increase the amount of oil recovery by about 5 to 8 percent.
Keywords: Enhanced oil recovery, Black Oil Model, Nanofluids, Interfacial Tension, Porous medium, Viscosity -
در طول سال های اخیر، فعالیت های تحقیقاتی در خصوص تزریق آب هوشمند در میادین نفتی افزایش یافته است. تزریق آب هوشمند با بهینه نمودن ترکیب یونی و میزان شوری آب تزریقی یک روش امید بخش برای افزایش ضریب بازیافت نفت است. مطالعات انجام شده طی دو دهه اخیر نشان داده است که تزریق آب هوشمند نسبت به آب دریا می تواند منجر به افزایش ضریب بازیافت نفت گردد. تاکنون سازوکارهای متعددی به منظور توصیف عملکرد تزریق آب هوشمند در ازدیاد برداشت نفت ارایه شده است. با این حال به دلیل واکنش های پیچیده شیمیایی و فیزیکی، سهم هر کدام از سازوکار ها در افزایش ضریب بازیافت نفت مشخص نشده است و به همین خاطر پیش بینی عملکرد مخازن تحت تزریق آب هوشمند دشوار است. در این مقاله تزریق آب هوشمند در مخازن کربناته و ماسه ای بطور جامع مورد بررسی قرار گرفته است. این مطالعه شامل مرور سازوکارهای موثر، سوابق فعالیت های آزمایشگاهی و میدانی و چالش های مربوطه در سنگ های کربناته و ماسه ای می باشد. در انتها معیارهای غربالگری مخازن کاندید تزریق آب هوشمند ارایه و بر اساس آن تزریق آب هوشمند در مخازن کربناته بنگستانی جنوب غربی ایران امکانسنجی شده است.
کلید واژگان: ازدیاد برداشت نفت, تزریق آب کم شور, سازوکارمخازن ماسه ای و کربناته, مطالعات آزمایشگاهی و میدانی, مخازن کربناته ایرانPetroleum Research, Volume:32 Issue: 122, 2022, PP 124 -145In recent years, research activities on smart water flooding in oil industry have been increased significantly. Smart water injection, by optimizing the ionic composition and salinity of the injected water, is a promising technique to increase oil recovery. Studies over the past two decades have shown the benefits of smart water flooding over other oil recovery methods. So far, several mechanisms have been proposed to describe the performance of smart water process in literature. However, due to the complex chemical and physical reactions, the contribution of each mechanism in increasing oil recovery factor has not been determined; therefore, it is difficult to predict the performance of reservoirs behavior under smart water flooding. In this paper, smart water injection in carbonate and sandstone reservoirs has been comprehensively investigated. This study includes a review of effective mechanisms, laboratory and field observation and the challenge of smart water flooding in both carbonate and sandstone reservoirs. Finally, the screening criteria of candidate reservoirs for smart water injection are presented and based on that, smart water injection in carbonate reservoirs in southwestern Iran has been assessed.
Keywords: Enhanced Oil Recovery, Smart Water Injection, Low-Salinity Water Injection, Carbonate, Sandstone Reservoirs, Laboratory, Field Studies
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.