بررسی آزمایشگاهی حرکت دو فازی در محیط متخلخل در حضور پلیمر
Abstract
یکی از مشکلات رایج در برداشت نفت از مخازن، تولید آب اضافی است. این مسئله منجر به کاهش شدید تولید و همچنین افزایش هزینه های عملیاتی و به دنبال آن بسته شدن زود هنگام چاه های تولید به دلیل غیر اقتصادی بودن فرایند می شود. این مشکل به طور عمده در مخازن ناهمگن و مخازن دارای نفت سنگین مشاهده می شود. در این شرایط در حالی که مقدار قابل توجهی نفت در محیــط باقی مانده، آب خود را به چاه تولیــد می رساند. متداول ترین روش در حل این مشکل تزریق ژل پلیمر است. ژل پلیمرها تراوایی محیط را نسبت به آب بیش از نفت کاهش می دهند، بنابراین می توانند تولید آب اضافی از مخزن را کاهش دهند. در بخش اول این تحقیق با استفاده ازمدلhele-shaw، به صورت آزمایشگاهی به بررسی پدیده ی انگشتی شدن، اثرات آن بر بازدهی جارویی سطحی و در نتیجه میزان آب تولیدی در حین فرایند سیلاب زنی با آب و راه های کاهش این پدیده پرداخته شده است. تصاویر بدست آمده از این مدل در مراحل مختلف تزریق، با استفاده از نرم افزار matlab آنالیز شده و بازدهی جارویی سطحی در هر مرحله محاسبه شده است. در بخش دوم، با استفاده از مدل glass bead، کارایی سیستم ژل پلیمر پلی اکریل آمید/استات کروم در کاهش میزان آب تولیدی مورد مطالعه قرارگرفته است. در این بخش ابتدا با انجام آزمایشات استاتیکی پارامترهای بهینه مربوط به سیستم ژل پلیمر به دست آمده و در مرحله ی بعد با انجام آزمایش های سیلاب زنی، توانایی ژل در تغییر مسیر آب در محیط های ناهمگن لایه ای مورد بررسی قرار گرفته است. استفاده از میکرو مدل در این بررسی باعث به دست آوردن دید کاملی ازنحوه عملکرد ژل پلیمرها در حضور فازهای آب و نفت شده است. علاوه بر این با محاسبه ی میزان تراوایی نسبی آب و بازدهی جارویی قبل و بعد از تزریق ژل، به بررسی میزان موفقیت آمیز بودن فرایند تزریق ژل پرداخته شده است. مشاهدات نشان می دهد که آب به صورت لایه ای پیوسته در شبکه ژل نفوذ می کند، در حالی که نفت به صورت قطره های مجزا مسیر خود را در بین ژل باز می کند. میزان بهبود بازدهی جارویی بسته به کد استحکام ژل مورداستفاده و موقعیت قرار گیری لایه ها و اختلاف تراوایی لایه ها متغیر است.
Supervisors and advisors
مسعود ریاضی، شهاب الدین آیت اللهی، شادی حسن آجیلی، علیرضا شریعتی