ارزیابی آزمایشگاهی و مدل سازی نشست آسفالتین در محیط متخلخل در اثر تزریق گاز

در این مطالعه، با توجه به اهمیت بحث تزریق گاز در پروژه های ازدیاد برداشت از مخازن نفتی، به بررسی تشکیل رسوب آسفالتین و تاثیر آن بر روی محیط متخلخل طی تزریق گاز پرداخته شده است. تشکیل ذرات رسوب آسفالتین و نشست آن درون مخزن باعث ایجاد مشکلات بسیاری در درون مخزن نفتی تا سر چاه و بعد از آن تا واحدهای فرآورشی می شود. یکی از مهمترین تاثیرات این فرآیند، کاهش نفوذپذیری سنگ مخزن است که در این مطالعه به بررسی آن پرداخته شده است. در بخش مطالعه تجربی و آزمایشگاهی، سه آزمایش با تزریق همزمان گاز دی اکسیدکربن و نفت زنده ترکیبی به درون مغزه و دو آزمایش نیز در بخش تخلیه طبیعی با کاهش فشار انجام گردید. در همه آزمایش ها نمونه های نفت زنده ترکیبی یکی از میادین جنوبی ایران و مغزه های کربناته به کار گرفته شده است. گاز دی اکسیدکربن با توجه به اهمیت آن در بحث ازدیاد برداشت نفت و فشار امتزاج پذیری پایین آن با نمونه های نفت، انتخاب شده است. میزان تزریق دی اکسیدکربن 30 درصد مولی و بیش از مقدار آستانه آن برای تشکیل رسوب آسفالتین طبق آزمایش های استاتیک انتخاب گردید. مقادیر فشار در سه مقطع از مغزه ها طی فرآیند سیلاب زنی توسط فشارسنج اندازه گیری گردید. همچنین میزان آسفالتین نفت ورودی و خروجی از مغزه در زمان های معین با روش آزمایشگاهی143-ip اندازه گیری گردید. شواهد آزمایشگاهی حاکی از کاهش شدید نفوذپذیری در تمامی آزمایش ها به خصوص در زمان تزریق همزمان گاز و نفت می باشد. در بخش مدل سازی فرآیند نشست آسفالتین، با استفاده از معادلات بنیادی موازنه جرم، روابطی برای ضرایب سرعت نشست آسفالتین (ضریب سرعت نشست سطحی و انسداد گلوگاه منافذ) در محیط متخلخل حاصل گردید که برای اعتبارسنجی مدل های حاصل، نتایج آنها در نرم افزار شبیه ساز اکلیپس به کار گرفته شد. در این روابط داده های آزمایشگاهی میزان نشست آسفالتین و خواص مغزه مانند تخلخل به کار گرفته شده است. تابعیت ضرایب سرعت نشست آسفالتین با فشار در آزمایش های تخلیه طبیعی نیز بررسی گردید. همچنین با انجام آزمون حساسیت سنجی برای ضرایب سرعت نشست آسفالتین، مشاهده گردید تاثیر ضریب سرعت انسداد گلوگاه منافذ بر کاهش نفوذپذیری مغزه بسیار بیشتر از سایر ضرایب می باشد. در ادامه، با فرض حاکم بودن دو مکانیسم انسداد گلوگاه منافذ و تشکیل لایه کیک، مدل ترکیبی جدیدی برای کاهش نفوذپذیری با زمان در مغزه های کربناته حاصل گردید که در مقایسه با مدل های قبلی همخوانی بسیار خوبی با داده های تجربی دارد. تابعیت کاهش نفوذپذیری با میزان نشست آسفالتین نیز برای آزمایش های تزریق همزمان گاز و نفت مورد بررسی قرار گرفت. با بررسی تاثیر نشست ذرات بر روی خواص مغزه شامل نفوذپذیری، تخلخل و قطر هیدرولیکی، مشاهده گردید که نشست ذرات آسفالتین بر روی کاهش میزان نفوذپذیری بسیار محسوس تر می باشد. نتایج حاصل از این مطالعه، علاوه بر کاهش زمان در مدل سازی نشست آسفالتین، به درک بهتر فرآیند تشکیل رسوب و نشست آسفالتین به خصوص در زمان تزریق گاز کمک شایانی می نماید.