بررسی اثر تراوایی ژل پلیمر بر پدیده کاهش نامتجانس تراوایی

چکیده امروزه به طور گسترده، از ژل های پلیمری به منظور مقابله با تولید آب اضافی حین استخراج مواد هیدروکربوری از مخازن استفاده می شود. این مواد تراوایی نسبی آب را بسیار بیشتر از تراوایی نسبی نفت کاهش می دهند که به این خاصیت، اصطلاحاً کاهش نامتجانس تراوایی گویند. تا به حال چند مکانیسم برای این پدیده پیشنهاد شده است. اما هر یک در تعمیم مدل به حالت واقعی محدودیتهایی دارند. ژلهای پلیمری پس از قرار گرفتن در مخزن، همواره در معرض گرادیان فشار اعمالی از سوی آب و یا نفت هستند. در این تحقیق چگونگی ساز و کار یکی از پرکاربرد ترین انواع ژلهای پلیمری، وقتی در معرض گرادیان فشار اعمالی از سوی آب و یا نفت قرار گرفته باشد و تاثیر برخی پارامترها بر آن مطالعه شده است. بر این اساس سه دسته آزمایش طراحی و انجام شدند. در دسته ی اول ایجاد شکاف در ژل مورد مطالعه قرار گرفت و نتیجه گرفته شد که غلظت پلیمر در مقایسه با غلظت عامل شبکه ساز، اثر بیشتری بر گرادیان فشار شکست در اثر تزریق نفت و آب دارد و با افزایش غلظت پلیمر، گرادیان فشار شکست و مقدار ژل خروجی افزایش می یابد. در دسته ی دوم دهیدراتگی ژل و تراوایی آن نسبت به آب و نفت مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج این آزمایش ها حاکی از آن بود که با گذشت زمان و افزایش فشار اعمالی مقدار دهیدراتگی ژل، افزایش می یابد و در شرایط یکسان توانایی آب در دهیدراته کردن ژل کمتر از نفت است. همچنین نتیجه گرفته شد که این ژل نسبت به نفت تراوایی ندارد. در دسته ی سوم تراوایی ژل نسبت به آب اندازه گرفته شد و اثر غلظت پلیمر وعامل شبکه ساز بر آن بررسی و نتیجه گرفته شد که تراوایی ژل پلیمر در محدوده غلظت های مورد مطالعه، نسبت به آب ناچیز است (20 تا 300 میکرو دارسی) و می توان از اثر تراوایی بر پدیده کاهش نامتجانس تراوایی چشم پوشی کرد. همچنین نتایج آزمایش ها نشان داد که با افزایش نسبت غلظت پلیمر به غلظت عامل شبکه ساز، تراوایی ژل نسبت به آب افزایش می یابد. با توجه به نتایج هر سه دسته آزمایش های انجام شده و تفسیر آنها مکانیسم جدیدی برای توجیه پدیده کاهش نامتجانس تراوایی مشاهده شده برای ژل قرار گرفته در شکاف به دست آمد. طبق این مکانیسم که ایجاد مجاری بزرگتر درون ژل توسط نفت نسبت به آب نامیده شده است، در شرایط یکسان، توانایی نفت در دهیدراته کردن و شکافتن ژل و ایجاد کانال عریض تر در آن برای عبور، در مقایسه با آب بیشتر است. که به نظر می رسد، گرانروی بیشتر نفت نسبت به آب علت آن باشد. علاوه بر آن پاسخ الاستیسیته ژل و رسوخ پلیمر از شبکه ژل به درون مجرای ایجاد شده از جمله عوامل کاهش تحرک آب و افزایش مقاومت در برابر عبور آب می باشند.