بررسی رسوب و ته نشینی آسفالتین در اثر تزریق گاز در یکی از مخازن نفتی ایران

انواع بازیافت از مخازن نفتی را می توان به سه دسته اولیه، ثانویه و ثالثیه تقسیم کرد. پس از مرحله اولیه تولید، مقداری زیادی نفت در مخزن باقی می ماند. کارشناسان نفتی همواره برآنند تا با استفاده از روشهایی چون تزریق گاز راهی برای افزایش ضریب بازیافت از مخازن بیابند. تزریق گاز اگرچه علاوه بر نگهداری و افزایش فشار باعث افزایش ضریب بازیافت می شود اما همزمان موجب تغییراتی در نحوه حرکت سیالات، خواص تعادلی فازها و خصوصیات ترشوندگی سنگ مخزن می شود. یکی از عوامل عمده ایجاد این تغییرات، رسوب آسفالتین است که می تواند با ته نشین شدن، اثرات جبران ناپذیری در همه مراحل تولید و انتقال نفت برجای گذاشته و بهره دهی مخزن را تحت تاثیر قرار دهد. هدف اصلی این تحقیق، پیش بینی رسوب و ته نشینی آسفالتین در یک مخزن نفتی واقعی طی فرآیندهای تخلیه طبیعی و تزریق گاز است. برای این منظور یکی از مخازن عظیم نفتی کربناته واقع در جنوب غرب کشور که با مشکل رسوب و ته نشینی آسفالتین مواجه است انتخاب گردید. تعیین مشخصات مخزن به دقت و با جزئیات کامل انجام شد. این مخزن یک مخزن کربناته، زیر اشباع و آسفالتینی است که در این مطالعه تلاش شده تا ضمن طراحی و اجرای آزمایشات مورد نیاز، طرح توسعه مناسبی برای آن پیشنهاد گردد. در این پایان نامه، نشان داده شده است که مدلهای ترمودینامیکی معمول رسوب آسفالتین برای پیش بینی میزان رسوب در فشار و دمای بالا (شرایط واقعی مخزن) چندان موفق نیستند. آزمایشات اندازه گیری مقدار اجزای نفت و نیز میزان رسوب در فرآیندهای تخلیه طبیعی و تزریق گاز طراحی و انجام گردید. بر مبنای نتایج آزمایشات انجام شده، یک مدل جامع پیش بینی رسوب توسعه داده شد. نتایج نشان می دهد که این مدل قادر به پیش بینی رسوب آسفالتین با دقت قابل قبولی در همه فرآیندهای رسوب شامل افزودن رسوب دهنده، تخلیه طبیعی و تزریق گاز می باشد. به منظور مشخص نمودن ابعاد فیزیکی مبحث ته نشینی آسفالتین، ابتدا آزمایشات آنالیز ذرات، در فرآیندهای تخلیه طبیعی و تزریق گازهای مختلف انجام گردید. پس از یافتن اندازه ذرات آسفالتین، چندین آزمایش استاتیک و دینامیک با استفاده از دستگاه سیلابزنی مغزه بر روی مغزه های مخزن مورد اشاره، طراحی و اجرا گردید. فرآیند سیلابزنی با تهیه مدلی شبیه سازی شد و تمامی پارامترهای ته نشینی شامل نشست سطحی، همراه بردگی و انسداد گلوگاهی محاسبه گردید. علاوه بر مکانیزمهای معمول ته نشینی، مکانیزم جدیدی تحت عنوان باز شدگی گلوگاهها مشاهده شد که می تواند به علت سرعت بالای سیال در گلوگاه ها، باعث باز شدن مسیرها و برگشت پذیری تراوائی شود. بر مبنای این مشاهدات، مدل مربوطه تصحیح، رابطه جدیدی ارائه و اعتبارسنجی گردید. در پایان با استفاده از یک شبیه ساز تجاری، مدل جامع مخزن ساخته شد. با استفاده از این مدل، گسترش رسوب و ته نشینی آسفالتین در مقیاس مخزن در سناریوهای مختلف تولید و تزریق بررسی گردید. در این مدل تمامی داده های استاتیک و دینامیک سنگ و سیال به همراه تمامی آزمایشات میدانی انجام شده در مخزن مورد استفاده قرار گرفت. بر مبنای نتایج این مدل، طرح جامع و بهینه توسعه مخزن پیشنهاد گردید.