بخشی از مقاله
چکیده
شکست هیدرولیکی به منظور افزایش تولید به دو روش پروپانتی و اسیدی میتواند در مخازن نفت و گاز انجام شود. هندسهی شکاف ایجادشده با سازوکاری متفاوت به هر دو روش درست میشود و حفظ هندسه بهمنظور حفظ گذردهی بسیار مهم است.
انتخاب روشی صحیح و کاربردی که متناسب با شرایط مخزن باشد، در نتیجهی نهایی که افزایش تولید هست، تأثیر بسزایی دارد. عملیاتهای شکست اسیدی و پروپانتی صورت پذیرفته در سایر نقاط جهان نشان میدهد که انتخاب روش صحیح نیازمند مطالعه و تجربه است. در این تحقیق سازوکار شکست پروپانتی و اسیدی و عوامل اثرگذار بر انتخاب آنها بررسی میگردد. سایر تحقیقات نشان میدهند که شکست پروپانتی عملکرد بهتری در چاههای با تنش بالا و یا همراه خزش دارد.
با استفاده ی بیشتر از اسید، اگرچه سطح شکستگی گسترش مییابد اما مقاومت سطح شکستگی کاهش مییابد. دمای سازند، نفوذپذیری، تنشهای برجا، مقاومت سازند، هرزروی سیال و جایگیری پروپانت از دیگر عواملی هستند که بر انتخاب روش تأثیرگذار هستند. در ادامه پس از تعیین خواص فیزیکی و مکانیکی یکی از چاههای کربناته ایران، روش تحریک مناسب در سازند بنگستان معین خواهد شد. در نهایت با مدلسازی به روش PKN مقدار نفوذپذیری موثر و عرض شکستگی برای هر دو حالت پروپانتی و اسیدی پیشبینی و مقایسه شده است.
-1 مقدمه
مکانیسمهای رانش طبیعی، نیروی کافی برای تولید تمامی هیدروکربن مخزن را فراهم نمیکنند. انرژی آنها دیر یا زود کاهش مییابد و یا پتانسیل آنها اغلب قادر به بازیافت تمامی نفت موجود در سیستم منفذی پیچیده مخزن نیست. وقتی تولید نفت در یک چاه با مکانیسم طبیعی متوقف میشود از مرحله بازیافت اولیه وارد مرحله بازیافت ثانویه میشویم. در بازیافت ثانویه روشهای مصنوعی برای بالا بردن تولید به کاربرده میشود. ازدیاد بازیافت نفت یا بازیافت سوم، آخرین قدم برای برداشت نفت باقیمانده در مخزنی است که با بازیافت ثانویه هم خارج نشده است. شکست هیدرولیکی - اسیدی یا پروپانت - بهمنظور ایجاد شکست باقابلیت هدایت برای افزایش تولید استفاده میشود.
انتخاب نوع روش شکست هیدرولیکی بستگی به عوامل بسیاری بستگی دارد. تحقیقاتی برای شناسایی عوامل مهم جهت انتخاب شکست پروپانتی و اسیدی انجام شده است [1] و .[2] در ادامه اشارهای به برخی عملیاتهای شکستهای اسیدی و پروپانتی خواهد شد. سپس برخی عوامل اثرگذار برای انتخاب روش مناسب شناختهشده و سه عامل اصلی کاهش گذردهی معرفی میشوند. در نهایت روش مناسب برای انجام تحریک دریکی از چاههای نفتی ایران بررسی میگردد.
-2 سابقه تحقیق
شکست اسیدی در سه چاه میدان تورونوس - Torunos - در جنوب شرق ونزوئلا در سازند کلسیتی-کربناته با عدم موفقیت مواجه شد. شکست در سالهای 1993 تا 1996 انجام شد و دلیل عدم موفقیتاحتمالاً رسوب کلسیم فلورید بوده که به دلیل تماس اسید با کلسیت موجود در چاه 21 - تا 47 درصد - بوده است. در سال 1996 شکست پروپانتی انجام شد که به دلیل عدم جاگیری پروپانت با شکست همراه گردید که در سال 2002 پیشنهادهایی برای رفع این مشکل ارائه کردند
در هفت چاه میدان الفسیک - Eldfisk - با سنگ مخزن گچی نرم در نروژ شکست هیدرولیکی - پروپانتی و اسیدی - صورت پذیرفت. بهغیراز چاه 2/7B-5C در سایر چاهها شکست اسیدی انجام شده است. میزان تولید در چاه همراه با شکست پروپانتی از نرخ تولید بالاتری برخوردار گردید. با توجه به شکل - 1 - حدود 1 سال و 3 ماه طول میکشد که مقدار تولید شکست پروپانتی و اسیدی باهم برابر شوند و بعد از 6 سال شکست پروپانتی 1/5 میلیون 238464 - stb مترمکعب - تولید تجمعی بیشتر از شکست اسیدی دارد
شکل : - 1 - توزیع تجمعی در طول سالها برای چاه افقی الدفیسک در مقایسه با شکست اسیدی
مخزن کربناته TZ62 در شمال شرق چین واقعشده است. شکست اسیدی برای چاه T2 در مخزن TZ62 در عمق 4913/52 تا 4935 متری انجام شد. بدون تحریک، مقدار تولید گاز 936،28 مترمکعب در روز بود اما با انجام شکست اسیدی مقدار تولید به 270، 44 مترمکعب در روز رسید. ازآنجاییکه تولید به مقدار موردقبول نمیرسید، یک شکست اسیدی دیگر انجام شد و وضعیت تولید بهتر شد اما تولید دوباره روند نزولی به خود گرفت. برای مقایسه شکست اسیدی و پروپانتی، یک شکست پروپانتی در چاه انجام شد و تولید روزانه به 907،33 مترمکعب در روز رسید اما تولید روند افزایشی به خود گرفت. مطابق شکل - 2 - میتوان دید که شکست پروپانتی نتیجهی بهتری برای مخزن TZ62داشته است
شکل : - 2 - مقدار تولید چاه در چاه
شکست هیدرولیکی در مخزن آوا مارین - Aea Marine - کشور کنگو - Congo - انجام شده است. دمای این مخزن 75 درجهی سانتیگراد، تخلخل 16 درصد و نفوذپذیری کم است. شکست پروپانتی و اسیدی برای چهار چاه مختلف انجام شد و مقدار افزایش تولید برای شکست پروپانتی کمتر از پیش بینیها بود و شکست اسیدی عملکرد بهتری داشت .[2] نتایج نشان میدهند که انتخاب بین شکست پروپانتی و اسیدی با دشواریهایی همراه است و بررسیها برای انتخاب بهترین روش از قبل بهخوبی باید انجام شود.
-3 شکست پروپانتی و اسیدی
شکستگی ایجادشده به هر دو روش پروپانتی و اسیدی به دلیل وجود تنش افقی حداقل تمایل به بسته شدن دارد. در شکست اسیدی سطح ناصاف ایجادشده در اثر تماس اسید و سنگ مانعی برای بسته شدن شکستگی خواهد بود. در شکست پروپانتی نیز پروپانتها مانعی برای بسته شدن ترک خواهند بود. درهرصورت با توجه به تراوایی مخزن، اسید خوری سنگ - جنس سنگ - ، شدت تنش افقی و دمای مخزن، یکی از دو روش شکست یا ترکیبی از آنها برای گرفتن بهترین نتیجه از تحریک استفاده میشود .
میزان افزایش تولید براثر شکست هیدرولیکی خود توسط دو عامل کنترل میگردد: هندسه شکستگی و گذردهی شکستگی. در شکست اسیدی طول شکستگی با نرخ تزریق، نرخ واکنش اسید و نرخ هرزروی اسید کنترل میشود. عرض شکستگی نیز با اثر ناصافی سطح ناشی از واکنش اسید بر سطح دیواره کنترل میشود. درنتیجه قابلیت گذردهی شکستگی با مقدار سنگ شسته شده، زبری سطح شکستگی، تنش بسته شدن و خواص تنش- کرنش سنگ سازند مشخص میشود. اگر اسید نرخ واکنش کمی داشته باشد، گذردهی، به دلیل ناصاف نبودن سطح شکستگی، کافی نخواهد بود
طول شکستگی ایجادشده در روش شکست پروپانتی به دلیل مکانیسم غیرمتشابه آن در ایجاد شکستگی، متفاوت است. در شکست پروپانتی، مایع شکست در واکنش با سازند نبوده و لذا طول بیشتری نسبت به شکست اسیدی در یک شرایط برابر، بهخصوص در مخازن با دمای بالا ایجاد مینماید
نتایج نشان می دهد که در مخازن با دمای بالا، واکنش سریع اسید در سازند رخ خواهد داد که درنتیجه ی آن طول شکست ایجاد شده بسیار کمتر از طول شکست پروپانتی خواهد بود
