بخشی از مقاله
خلاصه
سیلابزنی به وسیله آلکالین چند دهه است که به عنوان راهی برای افزایش برداشت استفاده میشود که بر کشش بین سطحی تأثیر میگذارد. کاهش در کشش بین سطحی محلول آبی و نفت موجب افزایش در عدد موئینگی میشود که موجب افزایش در برداشت نفت میشود. موضوع اصلی این مقاله، تأثیر محلول آلکالینی بر کشش بین سطحی برای افزایش برداشت نفت است. در این مطالعه کشش بین سطحی محلولهای سدیم کربنات و سدیم بیکربنات و نفت در غلظتهای مختلف اندازه گیری شده، که کشش بین سطحی با استفاده از روش قطره آویزان اندازه گیری شده است. روش قطره آویزان یک روش دینامیک است پس تأثیر گذشت زمان بر کشش بین سطحی بررسی شد. نتایج نشان داد که افزایش غلظت محلولهای آلکالینی تا یک غلظت بهینه موجب کاهش بین سطحی میشود و سپس کشش بین سطحی افزایش مییابد که غلظت بهینه برای سدیم بیکربنات ppm 10000 و برای سدیم کربنات 40000 ppm بود.
کلمات کلیدی: آلکالین، عدد موئینگی، سورفکتانت درجا، غلظت بهینه.
1 مقدمه
امروزه سوختهای فسیلی 85 درصد از انرژیهای جهان را تأمین میکند. اخیرا تولید 87 میلیون بشکه در روز و در نتیجه 32 میلیارد بشکه در سال در جهان را شاهد هستیم. این بدان معناست که هر سال این صنعت دو برابر حجم نفت باقی مانده در دریای شمال را برای جایگزینی مخازن تخلیه شده پیدا میکند. از 32 میلیارد بشکه تولید در هر سال، تقریبا 22 میلیارد بشکه از مخازن ماسه سنگی هستند. ذخایر و نرخ تولید در مخازن ماسه سنگ حدود 20 سال از زمان تولید به سمت تخلیه پیش میرود اما در ذخایر در میدان کربناته حدود 80 سال از زمان تولید تا زمان ترک مخزن طول میکشد. با تقاضای انرژی و مصرف جهانی، افزایش سریع مصرف در طول 20 سال آینده پیشبینی می-شود که باید دنبال یک راه حل واقعیتر برای مواجه به این نیاز در تداوم تولید در میدانهای نفتی موجود خواهیم بود. شکل 1 توزیع حجم نفت آمریکا در سال 1993 را نشان میدهد. >2@ با توجه به شکل 536 میلیارد بشکه نفت کشف شده است که از این مقدار فق 162 میلیارد بشکه به صورت طبیعی تولید شده است و 23 میلیارد بشکه ذخیره شده است و مابقی 351 - میلیارد بشکه - باید به وسیله روشهای ازدیاد برداشت تولید شود.
شکل 1 توزیع حجم نفت آمریکا در سال 1993
توماس >4@ ازدیاد برداشت را به عنوان یک فرآیند تعریف شده برای کاهش اشباع نفت زیر اشباع نفت باقی مانده تعریف کرد. بازیابی نفتهای باقیمانده به دلیل نیروی موئینگی و نفتهایی که بی حرکت هستند و یا تحرک کمی به دلیل ویسکوزیته بالا دارند میتوان فق با پائین آوردن اشباع آنها به زیر اشباع بحرانی تحرک پذیر کرد. روش-های ازدیاد برداشت خود به چند دسته تقسیم شود که روشهای سیلاب زنی به وسیله مواد شیمیایی از جمله روشهای مرسوم در صنعت ازدیاد برداشت است. روشهای شیمیایی خود به چند دسته تقسیم میشود: >5@ - 1 الکالین - 2 سورفکتانت - 3 پلیمر - 4 آب هوشمند روش سیلاب زنی به وسیله آلکالین به دلیل ارزانتر بودن و تأثیر مفید بر روی برداشت نفت در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته است. سیلاب زنی به وسیله آلکالین، واکنش شیمیایی بین مواد شیمیایی مانند سدیم کربنات و سدیم هیدرواکسید با pH بالا و اسید آلی در نفت خام است که موجب تولید سورفکتانت درجا میشود که میتواند کشش بین سطحی را کاهش دهد. >6@ از جمله مکانیسمهای تولید به وسیله سیلاب زنی آلکالین میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
• کاهش کشش بین سطحی
• تغییر ترشوندگی
• امولسیون سازی
• کنترل تحرک سیلاب زنی کاستیک
تأثیر اصلی آلکالین بر نفت خام تولید سورفکتانت درجا و امولسیون سازی است. >18@ شنگ در سال 2011 تولید سورفکتانت درجا را نتیجه واکنش بین آلکالین تزریقی و ترکیبات صابونی در نفت خام دانست. >5@ مونگان >19@ در سال 1966 نشان داد، سیلاب زنی با هیدرواکسیدها با تغییرات ترشوندگی باعث بهبود نسبت تحرک و افزایش بازیافت می-شود. سدیم هیدروکسید در واکنش شیمیایی با اسیدهای آلی نفت خام باعث تشکیل صابونهای نفتی و ایجاد امولسیون نفت در آب و تولید نفت میگردد. ارهوما و همکارانش >20@ در سال 2009 به بررسی رابطه بین اختلاف فشار و برداشت نفت به وسیله سیلاب زنی آلکالین در مخزن با نفت سنگین پرداختند. آزمایشات نشان داد که افت فشار با غلظت آلکالین افزایش یافته است که موجب افزایش در برداشت نفت میشود.
پی و همکارانش >21@ تأثیر محلولهای آلکالینی را بر کشش سطحی دینامیک برای نفت سنگین بررسی کردند. آنها از سدیم کربنات و سدیم هیدرواکسید برای افزایش pH آب استفاده کردند که افزایش در pH موجب کاهش کشش بین سطحی شد که تأثیر نفت بر سدیم کربنات کمتر از سدیم هیدرواکسید بود و آنها نشان دادند که اسیدیته بین 910 مناسبتر از اسیدیته 1112 برای کاهش کشش بین سطحی است.
آلکالینها با کاهش کشش بین سطحی موجب افزایش عدد موئینگی می-شوند. با افزایش عدد موئینگی ضریب بازده جاروبی میکروسکوپی افزایش مییابد که باعث افزایش در ضریب جاروبی کل میشود و در
نتیجه افزایش در برداشت نفت رخ میدهد.
در این مطالعه به بررسی تأثیر سدیم کربنات و سدیم بیکربنات بر کشش بین سطحی بررسی شد که افزایش pH موجب کاهش کشش بین سطحی شد. گذشت زمان یک فاکتور تأثیرگذار بر کشش بین سطحی فاز آبی و نفت
