بخشی از مقاله
چکیده
امروزه به دلیل کاهش توان طبیعی مخازن دنیا در تولید نفت و گاز از روش های ازدیاد برداشت استفاده می شود. یکی از این روش ها استفاده از سورفکتانت ها است که می تواند میزان تولید از مخزن را به میزان چشمگیری افزایش دهد. از جمله راه های بررسی امکان انجام این کار در مخازن، شبیه سازی فرآیند تزریق سورفکتانت می باشد. در این مقاله با استفاده از داده های سیال یکی از مخازن نفتی جنوب ایران، اثر غلظت های مختلف سورفکتانت در سیلاب تزریقی به مخزن روی میزان بازیافت نهایی نفت در یک مدل سینتتیک بررسی شد و غلظت بهینه سورفکتانت تزریقی به مدل به میزان lb/STB ٌَ تعیین گردید.
همچنین دو روش تزریق پیوسته و توده ای سورفکتانت از لحاظ اقتصادی و بازیافت نهایی نفت مقایسه شدند. نتایج بدست آمده نشان می دهد که برای رسیدن به درصد بازیافت برابر از هر دو روش، می بایستی غلظت سورفکتانت را در روش تزریق توده ای نسبت به روش تزریق پیوسته بالاتر برد ولی در این حالت میزان کل سورفکتانت مصرفی بسیار کمتر از مقدار آن در روش تزریق پیوسته است - نسبت یک به شش - . این کاهش مقدار سورفکتانت مصرفی در روش تزریق توده ای به لحاظ اقتصادی می تواند صرفه جویی زیادی را به همراه داشته باشد که در صنعت نفت و گاز حائز اهمیت خواهد بود.
مقدمه
در سال های اخیر با توجه به مصرف روزافزون نفت و همچنین بالا رفتن قیمت آن برداشت نفت به جا مانده در مخازن پس برداشت اولیه و ثانویه مورد توجه قرار گرفته است. تزریق آب به مخزن به عنوان یک روش ازدیاد برداشت محسوب می شود. آب تواند در مجاورت سنگ با فرآیند آشام به درون سنگ نفوذ کرده و نفت را به بیرون هدایت کند . هر چقدر کشش بین سطحی آب و نفت کمتر باشد این فرآیند راحت تر اتفاق می افتد. یکی از راه های کاهش کشش سطحی بین آب و نفت، اضافه کردن سورفکتانت به آب تزریقی به مخزن می باشد. افزایش غلظت سورفکتانت باعث کاهش هر چه بیشتر کشش بین سطحی می شود تا جایی که سورفکتانت به غلظت بحرانی خود برسد.
از این نقطه به بعد افزایش غلظت سورفکتانت تاثیری در کاهش کشش بین سطحی ندارد]ٌ.[ البته انتخاب نوع سورفکتانت نیز در بالابردن راندمان تولید نفت اهمیت بالایی دارد زیرا بعضی از سورفکتانت ها در شرایطی که آب مخزن حاوی غلظت بالای نمک باشد و یا زمانی که نفت مخزن خاصیت اسیدی داشته باشد تجزیه می شوند و کارایی خود را از دست می دهند
تزریق سورفکتانت می تواند به دو صورت پیوسته و توده ای انجام شود که معمولا جهت کاهش هزینه ها آن را به صورت توده ای به مخزن تزریق می کنند. سورفکتانت با جذب در سطح مشترک آب و نفت، کشش سطحی بین دو سیال را کاهش داده و در نهایت باعث جابجایی نفت می شود
همین خاصیت باعث می شود تا سورفکتانت در مرز مشترک سیال تزریقی و سیال مخزن به طور موثر عمل کند. در روش توده ای، یک توده ی آب همراه با سورفکتانت با حجم کم تزریق شده و برای جابجایی آن از آب عاری از سورفکتانت استفاده می شود. در زمینه ی عملیات ازدیاد برداشت با استفاده از روش های شیمیایی خصوصا پلیمر و سورفکتانت، چینی ها موفقیت آمیزترین عملیات ها را داشته اند]َ.[همچنین در سال 2009 شبیه سازی فرآیند تزریق سورفکتانت روی مخزن Norne نروژ انجام شد که نتایج خوبی را در پی داشت - افزایش % 17 بازیافت نفت مخزن نسبت به حالت تزریق آب خالص -
در سال 1391 نیز شبیه سازی فرآیند ازدیاد برداشت بوسیله سیلاب زنی پلیمر-سورفکتانت بر روی یکی از مخازن ایران انجام گرفت که در نهایت افزایش بازیافت به اندازه ًٌّ% نسبت به تولید طبیعی از مخزن را در پی داشت
سورفکتانت ماده ی شیمیایی گران قیمتی است که همین قیمت بالا کاربرد آن را محدود کرده است از این رو استفاده از آن در روش های ازدیاد برداشت به قیمت نفت در بازار های جهانی بستگی دارد]َ.[ بنابراین در این مقاله با هدف یافتن شرایط بهینه مصرف سورفکتانت فرآیند تزریق سورفکتانت شبیه سازی شده است.
- 2 روش و مراحل تحقیق
فرآیند تزریق سورفکتانت بر روی یک مدل سینتتیک محتوی نفت یکی از مخازن جنوب ایران با درجه API برابر با 31، گرانروی نفت و ضریب حجمی نفت انجام شده است. همچنین از اطلاعات سورفکتانت و اشباع سیالات مرجع استفاده شده است. در شکل - 1 - مدل سینتتیک مورد نظر نشان داده شده است که شامل چهار چاه تولیدی با فشار ته چاهی ثابت و چهار چاه تزریقی با دبی تزریق ثابت می باشد که با الگوی خطی نسبت به هم قرار گرفته اند:
شکل 1 ْ نمایی از مدل سینتتیک مخزن
در جدول - 1 - نیز سایر خصوصیات مربوط به مدل سینتتیک و سیالات موجود در آن آورده شده است:
جدول : 1 مشخصات مدل سینتتیک و سیالات مخزن استفاده شده در شبیه سازی
جهت انجام این شبیه سازی از نرم افزار شبیه ساز مخزن اکلیپس محصول شرکت شلمبرجر - Schlumberger - استفاده شده است.
- 3 نتایج و بحث
در شکل - 2 - اثر غلظت های مختلف سورفکتانت روی بازیافت نفت مخزن در روش تزریق پیوسته نشان داده شده است. همانطور که از شکل پیداست تولید طبیعی از مدل پس از حدود 120 روز به یک مقدار ثابت می رسد لذا تزریق سورفکتانت پس از 120 روز آغاز می شود .
در حالت تزریق توده ای، به مدت 60 روز سورفکتانت و سپس به مدت 1950 روز آب خالص تزریق می شود و در حالت تزریق پیوسته به مدت 2010 روز تزریق سورفکتانت همراه با آب را خواهیم داشت. در طول این مدت زمان 2010 - روز - سیال تزریقی به چاه های تولیدی می رسد. در این شبیه سازی حالت های مختلف تزریق سورفکتانت با حالت پایه - تزریق آب خالص - که در آن میزان بازیافت نهایی نفت برابر با %65 می باشد مقایسه شده است.
شکل : 2 اثر غلظت های مختلف سورفکتانت روی بازیافت نفت در روش تزریق پیوسته
