بخشی از مقاله
چکیده - Abstract -
روش های شیمیایی ازدیاد برداشت از جمله روش تزریق ASP امروزه با گذشت از عمر مخازن اهمیت ویژه ای پیدا کرده اند. از مسائل حائز اهمیت در تزریق ASP بحث هم افزایی مواد تزریقی با یکدیگر می باشد که پیچیدگی این تزریق را بیشتر می نماید. در این پژوهش، تمرکز بر شناسایی رفتار مواد تزریقی و تراکنش آن ها با یکدیگر و همچنین مخزن است. برای این منظور، با استفاده از ترکیب روش آماری طراحی آزمایش و شبیه سازی مخزن، مطالعه ای بر روی یکی از مخازن نفتی ایران صورت گرفته است.
بدین ترتیب، ابتدا فاکتور های تاثیر گذار بر فرآیند این تزریق شناسایی شده و سپس ترکیبی از این فاکتورها و غلظت تزریقی ترکیبات ASP با استفاده از طراحی مخلوط، مورد تحلیل قرار می گیرند. نتایج مرحله غربالگری نشان می دهند که اثر پلیمر بر ویسکوزیته تاثیرگذارترین فاکتور در تزریق ASP می باشد. البته دیگر فاکتورها نیز به همراه این فاکتور تاثیرگذار شناخته شده اند.
همچنین نتایج مرحله مدل سازی نشان می دهد میزان برش آب در مواردی که هر سه ماده سورفکتانت، پلیمر و آلکالین را تزریق کنیم کمتر از حالاتی است که فقط یک یا دو مورد مواد مذکور را تزریق کنیم. این نشان دهنده هم افزایی ذکر شده در فرآیند تزریق ASP می باشد. امتزاج پذیری بیشتر بین آب و محلول پلیمر نیز هم باعث تولید آب کمتر و هم باعث تولید نفت بیشتر خواهد شد که مطلوبتر است.
.1 مقدمه و مبانی نظری - Introduction -
روش تزریق 1ASP فرآیندی ترکیبی از تزریق مواد قلیایی، سورفکتانت و پلیمر در یک واحد تزریق2 معین میباشد. تبدیل یک فرآیند تزریق آب به ASP که از خانواده تزریق شیمیایی است هزینه عملیاتی چندانی ندارد.[1] از این رو بسیار مورد استقبال است. تزریق ASP نیز در میان سایر فرآیندهای تزریق شیمیایی جایگاه ویژهای دارد چون بازده آن برآیند بازده هر یک از سه جز تشکیل دهنده یک تزریق ASP یعنی مواد قلیایی، سورفکتانت و پلیمر میباشد.
بازده مکانیزم ASP در عمل، همافزایی1 سه مکانیزم سیلابزنی با پلیمر، سیلابزنی با سورفکتانت و سیلابزنی با مواد قلیایی میباشد.[1] پلیمر باعث افزایش محلولی که در آن حل شده است میشود، بدین ترتیب بازدهی جابه جایی2 افزایش مییابد. از طرفی پلیمرها میتوانند با خاصیت ویسکوالاستیک خود باعث کاهش اشباع نفت باقی مانده و در نتیجه افزایش بازیافت نفت گردند. سورفکتانت نیز با کاهش کشش سطحی باعث میشود عدد مویینگی در مخزن افزایش یابد.
لذا با افزایش این عدد، اشباع باقی مانده نفت کاهش یافته و بازدهی تولید بیشتر خواهد شد. تزریق مواد قلیایی نیز با تولید سورفکتانت در جا3 باعث کاهش اشباع نفت باقی مانده میگردد. مهمتر از آن تأثیر مواد قلیایی بر جذب سورفکتانت به سطح سنگ در مواقعی که همزمان با آن - یعنی به صورت - ASP تزریق میشود. این همزمانی تزریق، جذب سورفکتانت را کاهش داده و بازدهی آن را به شدت بالا میبرد. شبیه سازی این فرآیند به دلیل پیچیدگی بالای تعاملات مواد تزریقی با یکدیگر و همچنین با مخزن بسیار دشوار است.
مسائل مطرح برای تزریق ASP به دو گروه کلی تقسیم می شوند:[2] الف - مسائل مربوط به انتخاب نوع ماده شیمیایی تزریقی و همچنین غلظتهای آنها ب - مسائل مربوط به نحوه تزریق، حجم تزریق و زمان بندی تزریق. در این پژوهش مسئلهای از گروه اول مورد بررسی قرار گرفته است. بحث دیگری که در این پژوهش مورد توجه قرار گرفته است، هم افزایی مواد تزریقی در تزریق ASP می باشد.
روش مورد استفاده در این پژوهش طراحی آزمایش است که بر خلاف روشهای گذشته مورد استفاده[4 ,3] برای تزریق ASP با یک برنامه ریزی هدفمند، به کسب اطلاعات لازم میپردازد. اغلب طراحی آزمایش منجر به یک مدل جایگزین برای یک فرآیند پیچیده میشود تا بتوان فرآیند پیچیده مذکور را رفتار سنجی نموده و یا بهینه سازی برای آن انجام داد.
بدین ترتیب همانند کارهای گذشته[6 ,5 ,2] با استفاده از طراحی آزمایش مدل سازی برای تزریق ASP انجام شده است. در این راستا، ابتدای پارامترهای تأثیرگذار را شناسایی میشوند، سپس با استفاده از پارامترهای شناسایی شده و طراحی مخلوط، به مدل سازی فرآیند تزریق ASP خواهیم پرداخت و رفتارهای این تزریق را بررسی خواهیم نمود.
.2 روش و مراحل تحقیق - Materials and Methods -
طراحی آزمایش در دو مرحله کلی با عنوان غربالگری و مدل سازی بر روی یکی از مخازن نفتی ایران به عنوان کاندیدای تزریق ASP اعمال شده است. میزان حجم و زمانبندی شروع تزریق برای همه شبیه سازی ها یکسان است. در مرحله غربالگری، با داشتن ده کلمه از مدل ASP اکلیپس4 به عنوان ده پارامتر طراحی، هدف یافتن پارامترهای تأثیرگذار بر فرآیند تزریق ASP است.
برای ده پارامتر مذکور طراحی فاکتوریل کامل با دو سطح نیازمند 1024 بار اجرای شبیه سازی خواهد بود که تعداد بسیار زیاد این اجراها استفاده از این طراحی را امکان ناپذیر میکند. لذا از طراحی فاکتوریل جزئی استفاده میکنیم و با طراحی تعداد اجراها را به 32 اجرا میرسد. این طراحی تعداد اجراها را به 1/32 تعداد کل اجراها کاهش داده است؛ در عین حال، دقت طراحی عدد »چهار« خواهد بود که برای این مرحله - مرحله غربالگری - دقتکاملاً قابل قبولی است. با در نظر گرفتن دو نتیجه از شبیه سازی شامل 1FOPTو 2FWCT پس از مدت طولانی از شروع شبیه سازی به عنوان پاسخ این طراحی ، پارامترهای تأثیر گذار شناخته خواهند شد.
در مرحله بعد یعنی مرحله مدل سازی، یک طراحی مخلوط با سه جز و به همراه چهار فاکتور فرآیندی 3 استفاده شده است تا این تزریق ASP را مورد مطالعه قرار دهند. چهار فاکتور فرآیندی همان چهار فاکتور غربال شده از فصل قبل میباشند. ترکیب این چهار فاکتور و همچنین میزان اجزا مخلوط در هر اجرا شبیه سازی این امکان را فراهم می کند تا تمامی حالات و رفتار همزمان بررسی شوند.
به دلیل اینکه تمامی حالات ممکن برای این طراحی مخلوط بسیار زیاد می شود، و اجرای همگی آنها عملی نیست، از طراحیهای D-optimal استفاده میشود . [7] با استفاده از این گروه طراحیها - طراحیهای - D-optimal تعداد اجراها را به عدد 100 کاهش میدهیم. برای این کار، بایستی درجه مدل سازی را در ابتدا تعیین کنیم که تحقیقات گذشته نشان میدهد که مدلهای درجه دوم برای مدل جایگزین کافی است.[2] در این پژوهش، مدل درجه دوم هم برای اجزا و هم برای فاکتور فرآیندی استفاده شده است.
