بررسی آزمایشگاهی سازگاری زه‌آب نیشکر و نفت خام: مطالعه موردی میادین جنوب غرب ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه شیراز، فارس، ایران

2 شرکت ملی مناطق نفتخیز جنوب، اهواز، خوزستان، ایران

چکیده

فرآیند تزریق آب به عنوان یکی از روش‌های مرسوم افزایش برداشت همواره با مشکل کاهش تزریق پذیری چاه‌های تزریقی ضمن انجام فرآیند مواجه است. همچنین به علت محدودیت منابع آبی شیرین دنیا، استفاده از انواع منابع غیر معمول آبی مطرح است. تمرکز این پژوهش بر روی منبع آبی زه‌آب زمین های کشاورزی بوده و سازگاری دو نمونه زه‌آب نیشکر با سه نمونه نفت میادین جنوب غربی ایران، از نظر تشکیل امولسیون و رسوب مواد آلی، بررسی شده است. همچنین سازگاری زه‌آب نیشکر و یک نمونه پسآب تولیدی مخزن از نظر تشکیل رسوبات معدنی پایش گردید. نتایج نشان داد امولسیون نمونه زه‌آب 1 و نفت A در طول مدت زمان سه ساعت، 63% جدایش فازی داشته اما برای نمونه زه‌آب 2 امولسیون پایدار بدون جدایش فازی مشاهده شد. نفت‌های B و C با هر دو زه‌آب رفتار یکسانی داشته و میزان جدایش فازی در زمان‌های اولیه 37% بود و با گذشت سه ساعت به 82% افزایش یافت. همچنین با تغییر درصد اختلاط زه‌آب و نفت، تمایل تشکیل امولسیون بصورت محسوسی تغییر می‌یابد. رفتار متفاوت یک نمونه نفت با زه‌آب های مختلف می‌تواند به دلیل اختلاف کشش بین سطحی باشد. به طور نمونه IFT نفت A با زه‌آب 1 و 2 به ترتیب برابر با 5/11 و dyn/cm 35/15 بوده و IFT نفت B برای هر دو زه‌آب در بازه dyn/cm 16 بود. از سوی دیگر با قرار دادن هر دو نمونه زه‌آب در مجاورت پساب تولیدی، رسوبی مشاهده نشد و بنابراین راهکار اختلاط آب‌ها از منابع مختلف برای افزایش حجم تزریق قابل بررسی است. در نهایت شرایط تشکیل رسوبات مختلف در اثر تزریق زه‌آب به درون مخزن (قرار گرفتن در شرایط دمایی و فشاری مخزن و مجاورت با آب سازندی) شبیه‌سازی شد و مشخص گردید تشکیل رسوبات CaCO3 ،CaSO4 و Fe2CO3 محتمل است. به صورت کلی نمونه زه‌آب نیشکر می‌تواند گزینه قابل بررسی برای تزریق به برخی میادین نفتی باشد که البته بررسی سازگاری پیش از هرگونه برنامه‌ریزی، ضروری است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Laboratory Investigation of Compatibility Between Sugarcane Seepage Water and Crude Oil: A Case Study of South-west Fields of Iran

نویسندگان [English]

  • shamim miraee 1
  • Maysam Mohammadzadeh-Shirazi 1
  • Azim Kalantari asl 1
  • Hossein Ahmadi eshkaftaki 2
1 Faculty of Chemical, Oil and Gas Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran
2 National Iranian South Oil Company, Ahwaz, Iran
چکیده [English]

The water injection process is a common method for enhancing oil recovery from reservoirs. However, challenges arise, primarily due to the incompatibility of injected water with both oil and reservoir water. On the other hand, due to the limited availability of fresh water resources worldwide, the use of unconventional water sources is being considered. Among these sources, agricultural drainage water, particularly sugarcane irrigation water, is a significant source. In this study, the compatibility of two samples of sugarcane irrigation water with three samples of oil from southwest Iranian fields was investigated in terms of emulsion formation and organic matter deposition. Additionally, the compatibility of sugarcane irrigation water and a produced water sample was monitored in terms of mineral deposition through laboratory experiments. Furthermore, the results indicate that emulsion formation and phase separation occurred in the emulsion of sugarcane water sample 1 and oil A during the three-hour test period, with a 63% phase separation. However, a stable emulsion without phase separation was observed in the emulsion of sugarcane water sample 2. Similar experiments were conducted with oils B and C, and for both sugarcane irrigation water samples, the phase separation increased from 37% in the initial hours to 82% after three hours. Furthermore, the tendency for emulsion formation changes significantly with variations in the water-oil mixing ratio. On the other hand, no organic deposition resulting from the incompatibility of water and crude oil samples was observed. Overall, sugarcane irrigation water can be a suitable option for injection in some oil fields, but it is important to assess compatibility prior to field implementation. Moreover, no significant deposition was observed when both sugarcane water samples were mixed with the produced water, indicating the possibility of mixing water from different sources for injection. Furthermore, to evaluate the possibility of various depositions due to the injection of sugarcane water into the reservoir, simulation was performed using OLI scale chem software, and the probability of CaCO3, CaSO4, and Fe2CO3 deposition was determined.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Injection Water
  • Sugarcane Irrigation Water
  • Enhanced Oil Recovery
  • Environment
  • Emulsion Formation
  • Mineral Deposition

مراجع

[1]. بازوند، پ. ، احمدپور، ک.  و نیک نام م. ر. (1400). مرور جامع روش تزریق آب هوشمند جهت ازدیادبرداشت نفت از مخازن کربناته و ماسه سنگی: مکانیزم‌ها، پروتکل‌های آزمایشگاهی و معیارهای غربالگری، هفتمین کنفرانس بین المللی مهندسی شیمی و نفت.##
[2]. Kamalipour, M., Dehghani, S. A. M., Naseri, A., & Abbasi, S. (2017). Role of agitation and temperature on calcium sulfate crystallization in water injection process, Journal of Petroleum Science and Engineering, 151, 362-372, doi.org/10.1016/j.petrol.2016.12.039. ##
[3]. Abbasi, S., Shahrabadi, A., & Golghanddashti, H. (2011, June). Experimental investigation of clay minerals' effects on the permeability reduction in water injection process in the oil fields, In SPE European Formation Damage Conference and Exhibition, (SPE-144248), doi.org/10.2118/144248-MS. ##
[4]. Abbasi, S., & Khamehchi, E. (2021). Precipitation/dissolution and precipitants movement mechanisms effects on injectivity variations during diluted produced water re-injection into a layered reservoir-experimental investigation, Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 1-19, doi.org/10.1080/15567036.2021.1901803. ##
[5]. Hsi, C. D., Strassner, J. E., Tucker, H. E., and Townsend, M. A. (1990, September). Prudhoe Bay Field, Alaska, waterflood injection water quality and remedial treatment study. In SPE Annual Technical Conference and Exhibition?, (SPE-20689), doi.org/10.2118/20689-MS. ##
[6]. Zhang, N. S., Somerville, J. M., & Todd, A. C. (1993, September). An experimental investigation of the formation damage caused by produced oily water injection, In SPE Offshore Europe Conference and Exhibition, (SPE-26702), doi.org/10.2118/26702-MS. ##
[7]. Perles, C. E., Volpe, P. L. O., and Bombard, A. J. (2012). Study of the cation and salinity effect on electrocoalescence of water/crude oil emulsions, Energy & Fuels, 26(11): 6914-6924, doi.org/10.1021/ef301433m. ##
[8]. Perles, C. E., Volpe, P. L. O., & Bombard, A. J. (2012). Study of the cation and salinity effect on electrocoalescence of water/crude oil emulsions, Energy & Fuels, 26(11): 6914-6924, doi.org/10.1021/ef301433m. ##
[9]. Makur, M. M., Duraisamy, R., & Birhanu, T. (2019). Clarifying capacity of eco-friendly nano CaO and okra (Abelmoschus Esculentus) extract on the processing of sugarcane juice: a Review, International Research Journal of Science and Technology, 1(1): 21-30. ##
[10]. T Thompson, D. G., Taylor, A. S., & Graham, D. E. (1985). Emulsification and demulsification related to crude oil production, Colloids and Surfaces, 15, 175-189, doi.org/10.1016/0166-6622(85)80070-6. ##
[11]. Lee, R. F. (1999). Agents which promote and stabilize water-in-oil emulsions. Spill Science & Technology Bulletin, 5(2), 117-126, doi.org/10.1016/S1353-2561(98)00028-0. ##
[12]. EPA, U. (2009). National water quality inventory: report to Congress, Environmental Protection Agency, Washington. ##
[13]. گلابی، م.، ناصری ع. ع. (2012). امکان‌سنجی استفاده تلفیقی از زه آب جهت آبیاری نیشکر در استان خوزستان، تحقیقات آب و خاک ایران، 43(1): 35-23، doi:10.22059/ijswr.2012.24970. ##
[14]. قربانی نصرآباد، ق.، مختاران ع.، روشنی، ق. ع. و زنگی م. ر. (2022). تاثیر تاریخ کشت و آبیاری با زهاب نیشکر خوزستان بر خواص کمی و کیفی ارقام پنبه. پژوهش آب ایران، 16(1): 48-39، 10.22034/iwrj.2022.10135.2370:اdoi. ##
[15]. Hounslow, A. (2018). Water quality data: analysis and interpretation. CRC press, doi.org/10.1201/9780203734117 . ##
[16]. Stiff Jr, H. A. (1951). The interpretation of chemical water analysis by means of patterns, Journal of Petroleum Technology, 3(10): 15-3, doi.org/10.2118/951376-G. ##
[17]. Arvidson, J. D. (2007). Relationship of forest thinning and selected water quality parameters in the Santa Fe Municipal Watershed, New Mexico. ##
[18]. Moradi, S., Isari, A. A., Bachari, Z., & Mahmoodi, H. (2019). Combination of a new natural surfactant and smart water injection for enhanced oil recovery in carbonate rock: Synergic impacts of active ions and natural surfactant concentration, Journal of Petroleum Science and Engineering, 176, 1-10, doi.org/10.1016/j.petrol.2019.01.043. ##
[19]. Lashkarbolooki, M., Riazi, M., Hajibagheri, F., & Ayatollahi, S. (2016). Low salinity injection into asphaltenic-carbonate oil reservoir, mechanistical study. Journal of Molecular Liquids, 216, 377-38, doi.org/10.1016/j.molliq.2016.01.051. ##
[20]. Abbasi, P., Abbasi, S., & Moghadasi, J. (2020). Experimental investigation of mixed-salt precipitation during smart water injection in the carbonate formation, Journal of Molecular Liquids, 299, 112131, doi.org/10.1016/j.molliq.2019.112131. ##
[21]. Ghannam, M. T. (2005). Water-in-crude oil emulsion stability investigation, Petroleum Science and Technology, 23(5-6): 649-667, doi.org/10.1081/LFT-200033001. ##
[22]. Elleuch, M., Besbes, S., Roiseux, O., Blecker, C., Deroanne, C., Drira, N. E., & Attia, H. (2008). Date flesh: Chemical composition and characteristics of the dietary fibre. Food chemistry, 111(3): 676-682, doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.04.036. ##
[23]. Solè, I., Pey, C. M., Maestro, A., González, C., Porras, M., Solans, C., & Gutiérrez, J. M. (2010). Nano-emulsions prepared by the phase inversion composition method: Preparation variables and scale up, Journal of colloid and interface science, 344(2): 417-423, doi.org/10.1016/j.jcis.2009.11.046. ##
[24]. عباسی، س. و فراهانی، ح. (1389)، تشکیل رسوب و آسیب دیدگی سازند در فرایند تزریق آب به مخازن نفتی، تهران، مجله پژوهش نفت، چاپ دوم، 380-1. ##
 
پژوهش نفت
دوره 34، 1403-2 - شماره پیاپی 135
شماره ویژه ازدیاد برداشت نفت با استفاده از روش های پایه آبی
خرداد و تیر 1403
صفحه 17-35

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار