مروری بر روش انجام آزمایش سازگاری اسید و نفت خام به منظور پیشگیری از تشکیل امولسیون و لجن اسیدی و بازبینی آن بر اساس شرایط میدانی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

2 بخش مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی نفت و گاز، دانشگاه شیراز، شیراز ، ایران

چکیده

ارزیابی آسیب سازندی احتمالی ناشی از ناسازگاری میان اسید تزریقی با نفت خام درون سازند، یکی از بررسی های ضروری پیش از آغاز انگیزش اسیدی است که طی آن، پایداری امولسیون اسید-نفت، مقدار لجن تشکیل شده و عملکرد افزایه‌های کنترل کننده بر اساس دستورالعمل RP-42 ارزیابی می‌شود. در آخرین دستورالعمل موجود (سال 1990)، جزئیات دقیق انجام آزمایش‌ها نظیر شدت شرایط اختلاط و عدم کمی سازی داده‌ها، امکان مقایسه نتایج آزمایش‌های مختلف وجود ندارد. هم‌چنین، صراحتاً ذکر شده است که قطعیت نتایج آن تضمین نمی‌شود و صرفاً توصیه‌هایی برای افزایش دقت آزمایش‌ها ارائه شده است. در این مقاله، ضمن تحلیل دقیق دستورالعمل RP-42 موجود و بررسی پیشینه پژوهش، ابهاماتی در شرایط آزمایشگاهی همچون اعمال نکردن دمای واقعی مخزن در مرحله تشکیل امولسیون، مبهم بودن شرایط اختلاط اسید و نفت و تنش حاصل از آن، عدم قطعیت در اندازه‌گیری لجن و شیوه شست و شوی آن شناسایی شد. بر این اساس، شیوه انجام آزمایش‌های بررسی سازگاری اسید و نفت بر اساس مطالعه منابع و مشاهدات آزمایشگاهی بازبینی شد. مهم‌ترین تغییرات لازم شامل پیش‌گرمایش فازهای اسید و نفت و ظرف اختلاط تا دمای مخزن، اختلاط با شدت مشابه تنش‌ تزریق سیالات به سازند، انجام یک‌باره و هم‌زمان آزمایش لجن و امولسیون، استفاده از توری‌های چند مرحله‌ای و با اندازه حفرات مختلف برای دسته‌بندی مقدار لجن، بررسی میکروسکوپی اندازه قطرات امولسیون و مقایسه آن با اندازه حفرات سازند به منظور ارزیابی گرفتگی، معرفی سیالات مناسب برای شست و شوی لجن، در نظر گرفتن اثرات مخرب یون‌های آهن و تکمیل بررسی‌ها با انجام موازی آزمایش‌های تزریق در نمونه‌های مغزه یا میکرومدل بودند. دستورالعمل بازبینی شده بر اساس این تغییرات برای ارزیابی دقیق‌تر و واقع‌بینانه‌تر میزان تشکیل امولسیون و لجن اسیدی در آزمایشگاه به مهندسان در طراحی مؤثرتر عملیات اسیدکاری میادین نفتی کمک می‌کند و باعث صرفه‌جویی در هزینه و منابع می‌گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A review of the acid-crude oil compatibility experimental procedure to prevent acid-induced emulsion and sludge formation and its revision based on field conditions

نویسندگان [English]

  • Ahmad Abbasi 1
  • Maysam Mohammadzadeh-Shirazi 2
  • Mohammad Reza Malayeri 1
1 Department of Chemical Engineering, School of Chemical and Petroleum Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran
2 Department of Petroleum Engineering, School of Chemical and Petroleum Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran
چکیده [English]

Potential formation damage assessment due to the incompatibility of injected acid and reservoir crude oil is necessary before acid stimulation. Acid-oil emulsion, sludge formation, and applicability of controlling additives must be evaluated according to RP-42. In the last revision of RP-42 (1990), there are not enough details for conducting the tests including mixing conditions, data quantification, and the comparison of various experimental results. In addition, it has been explicitly mentioned that the results were not guaranteed, and RP-42 just included some recommendations to improve the accuracy of tests. In this paper, along with analyzing RP-42 in detail and presenting a literature review, some ambiguities are distinguished in experimental conditions including failure to consider the real reservoir temperature during emulsification, ambiguous mixing conditions of acid and crude oil, and its resulted shear, uncertainty associated with the sludge determination and its washing method. Therefore, the acid-oil compatibility test procedure has been revised based on the literature and experimental observations. The most important modifications are pre-heating the acid and oil phases and the container to the reservoir temperature, mixing with the same intensity as the shear of injecting acid into the reservoir, emulsion, and sludge evaluation by an integrated experiment, using multi-step screening with various mesh size for sludge separation, microscopic study of emulsion droplets and their comparison with the reservoir pore size distribution to recognize the clogging potential, introducing useful fluids to wash and purify the formed sludge, removing the destructive effects of ferric ions, and study completion by parallel conducting injection tests in core samples or micromodel. The revised procedure will help engineers to design acidizing processes more effectively, leading to lower costs, as well as paving the way for more accurate and realistic assessment of emulsion and sludge formation in the laboratory.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Acid-induced sludge
  • acid-oil compatibility experiment
  • acidizing
  • emulsion
  • formation damage