بخشی از مقاله
چکیده
افزایش نیازهای روزمره بشر به منابع هیدروکربوری جهت تأمین انرژی از یک طرف و کاهش ذخایر قابل تولید از طرف دیگر، تلاش جهت استفاده از روش های ازدیاد برداشت جهت افزایش منابع قابل تولید را امری اجتنابناپذیر ساخته است. بنابراین پژوهش در زمینه روشهای ازدیاد برداشت، نوع و نحوه تزریق سیال مناسب به منظور تولید بیشتر از مخازن نفتی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.
تزریق آب با شوری کم یا تزریق آب هوشمند یکی از روشهای نوین ازدیاد برداشت است که مبنای آن بهینه سازی و کنترل غلظت یون ها و تعیین میزان بهینه ی کاهش شوری آب تزریقی جهت افزایش میزان بازیابی نفت میباشد. از مزایای استفاده از آب رقیق نسبت به آب شور به عنوان یک سیال ازدیاد برداشت میتوان به ضریب بازیابی بی شتر، ن سبت برش آب کمتر، میان شکنی دیرتر، قابلیت ا ستفاده در مخازن کربناته، تغییر ترشوندگی سنگ مخزن از نفتدوست به سمت آبدوست و کاهش میزان اشباع نفت باقیمانده اشاره کرد.
در این مقاله، با استفاده از شبیهساز ECLIPSE 100 حالتها و سناریوهای مختلف تزریق آب رقیق و آب شور شبیه سازی و با هم مقای سه می شوند و همچنین میزان تأثیر شوری آب تزریقی در حالتهای ثانویه و ثالثیه، میزان و مدت زمان تزریق آب با شوری کم، ضخامت و شیب مخزن بر ضریب بازیابی برر سی می شود. نتایج شبیهسازی نشان میدهد تزریق آب رقیق، ضریب بازیابی بیشتری نسبت به آب شور دارد و در میان پارامترهای بررسی شده، میزان شوری آب بیشترین تأثیر را دارد.
-1 مقدمه
ذخایر عظیم نفت و گاز یکی از مهمترین منابع تأمین انرژی تجدید ناپذیر در دنیا به شمار میآید و به همین دلیل باید حداکثر بردا شت از این منابع انجام پذیرد. با تکیه فقط بر انرژی طبیعی خود مخزن، مقادیر زیادی از این هیدروکربن موجود در مخزن باقی خواهد ماند. بهره برداری نفت از مخازن به سه مرحله تولید اولیه، ثانویه و ثالثیه تق سیم می شود. در مرحلهی اول، نفت تحت تأثیر نیروهای طبیعی مخزن مثل انبساط کلاهک گازی، آب ورودی از آبده تولید میشود. در مرحلهی دوم، به دلیل افت فشار مخزن و کاهش تولید اقدام به اعمال روشهای ثانویه میگردد. در این مرحله تزریق آب یا گاز جهت حفظ فشار مخزن انجام میشودمعمولاً. بعد از تولید اولیه و ثانویه، قسمتی از نفت درجای مخزن باقی میماند. برای تولید نفت باقیمانده، از روشهای ازدیاد برداشت استفاده میشود که شامل روشهای زیر میباشد :[1]
· روشهای حرارتی - تزریق آب داغ، تزریق بخار داغ، احتراق درجا و ... -
· روشهای شیمیایی - سیلابزنی پلیمر، سیلابزنی آلکالین، تزریق آب هوشمند و ... -
· تزریق امتزاجی - تزریق دی اکسیدکربن و ... -
تزریق آب هو شمند یا تزریق آب با شوری کم در مرحلهی سوم تولید از مخازن قرار میگیرد. تزریق آب با شوری کم یکی از روشهای نوین ازدیاد برداشت نفت است که در آن شوری آب تزریقی جهت بهبود ازدیاد برداشت کنترل میشود. شواهد و آزمایشات نشان میدهد که تزریق آب با شوری کم بازدهی و عملکرد سیلابزنی آب را 5 تا 38 درصد افزایش میدهد 3]،[2 و کاربرد آن نسبت به سایر روشهای ازدیاد برداشت راحتتر میباشد .[4]
در مخازن کربناته روش تزریق آب هوشمند را میتوان به انتخاب هوشمندانه غلظتهای یونی نسبت داد واکثراً آبهای با شوری متوسط مانند آب دریا جهت تزریق به این مخازن کاندید میشود؛ زیرا حاوی غلظتهای یونی بالایی از سولفات و کاتیونهای دو ظرفیتی مانند کلسیم و منیزیم میباشد و این یونها در تبادلات یونی که منجر به تغییر ترشوندگی سطوح کربناته و در نهایت افزایش برداشت نفت می شوند، نقش بسزایی خواهند داشت 8]،7،6،.[5 هزینه کم و عملکرد قابل توجه آن در بررسیهای آزمایشگاهی و مدلهای کوچک مشابهسازی، بسیار مورد توجه صنعت نفت قرار گرفته است .[9] تاکنون چندین مکانیزم پیشنهاد شده است، اما هیچ کدام از مکانیزمها به عنوان مکانیزم اصلی مورد قبول جامعه علمی قرار نگرفته است. برخی از این مکانیزمها عبارتست از: تورم وپراکندگی ذرات رس و انحراف مسیر جریان آب، افزایش PH، تبادل چند یونی، تغییر ترشوندگی. تزریق آب با شوری کم از لحاظ نحوه انجام، به دو صورت حالت ثانویه و حالت ثالثیه نامگذاری میشود.
در حالت ثانویه از ابتدا تزریق آب با شوری کم به مغزهای که در حالت اشباع و ترشوندگی اولیه خود قرار دارد، انجام میگیرد ولی در حالت ثالثیه، ابتدا آب شور به مغزه تزریق می شود تا زمانی که دیگر هیچ نفتی تولید ن شود و سپس تزریق آب با شوری کم شروع میشود 12]،11،10،5،.[3 پارامترهای متعددی بر میزان بازدهی تزریق آب با شوری کم دخالت دارند که هر کدام از آنها از درجه اهمیت مشخصی برخوردار است که در ادامه، میزان تأثیر تعدادی از این پارامترها روی ضریب بازیابی بررسی و تفسیر میشود و براساس نمودارهای حاصل از این بررسی مهمترین و کم اهمیتترین پارامترها جهت هوشمند و بهینه کردن طرحهای تزریق آب با شوری کم مشخص میگردد.
-2 حساسیتسنجی پارامترهای مؤثر در تزریق آب با شوری کم
مدل مخزن مصنوعی بصورت یک مدل ساده مطابق شکل شماره 1 در نظر گرفته شده است که ابعاد آن 150*150*18 متر میباشد که به ترتیب شامل 50*50*6 گرید در راستای طول، عرض و ضخامت میباشد. مدل مورد نظر دوفازی شامل آب و نفت میباشد. مدل از نظر تغییرات تخلخل و تراوایی کاملاً همگن و یکنواخت و ثابت میبا شد. شوری آب همزاد در حالت اولیه 40000 ppmکه تقریباً برابر با آب دریاست در نظر گرفته شده است.
:1 شماتیک مدل مصنوعی مخزن
برخی از مشخصات مدل مصنوعی مورد نظر بصورت زیر خلاصه گردیده است:
· طول ، عرض و ضخامت هر گرید 3 متر میباشد.
· تخلخل در تمام جهتها 25 درصد و نفوذپذیری افقی 200 و نفوذپذیری عمودی 20 میلیدارسی میباشد.
· عمق سطح فوقانی، سطح جدایش گاز و نفت و سطح جدایش آب و نفت به ترتیب 2600، 2000 و 2680 متر میباشد.
· زمان ابتدای شبیه سازی، روز اول سال 2016بوده و در حالت مبنا به مدت تقریباً 5 سال انجام میگیرد.
چاه تزریقی در گرید اول و چاه تولیدی در گرید آخر و هردو چاه بصورت عمودی و در تمام ضخامت مخزن باز میباشند. هر دو چاه با دبی حجمی در شرایط مخزن کنترل می شوند که در حالت مبنا دبی تولید و تزریق 100 مترمکعب در روز در نظر گرفته شده است. جهت مدلسازی سیلابزنی آب با شوری کم در اکلیپس به دو جدول تراوایی نسبی مربوط به آب معمولی و آب با شوری کم نیاز میباشد.
براساس کارهای آزمایشگاهی انجام شده، یکی از عوامل مؤثر در این روش، تغییر یا بهبود ترشوندگی به سمت آبدوستی بی شتر میباشد 15]،14،13،.[11 بنابراین، نمودار تراوایی نسبی حالت نفتدوست را به عنوان تراوایی نسبی مربوط به سیلابزنی آب شور و همچنین نمودار تراوایی ن سبی حالت آبدو ست نیز به عنوان تراویی ن سبی مربوط به سیلابزنی آب با شوری کم در نظر گرفته شده است.
