بررسی آزمایشگاهی تشدید پذیری تشکیل لجن اسیدی در انگیزش مخازن نفتی آسفالتینی

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

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

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

4 بخش مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی نقت و گاز، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

چکیده

اسیدکاری سبب افزایش بهره‌دهی چاه‌های نفت و گاز می‌شود اما طراحی نامناسب آن باعث تشکیل رسوب لجن اسیدی و آسیب سازندی جدی می‌گردد. در این پژوهش، پارامترهای سرعت اختلاط نفت و اسید، نسبت اسید به کل سیستم، دما و خصوصیات نفت خام بر پدیده تشکیل رسوب لجن اسیدی بررسی شده است. بدین منظور، از آزمایش سازگاری استاندارد RP-42 با اصلاحات کمک گرفته شده است. نمونه‌های نفت‌ بر اساس روند تغییر خصوصیاتی شامل گرانروی، محتوی آسفالتین و شاخص ناپایداری کلوئیدی انتخاب شدند. هم‌چنین، به‌منظور مطالعه دقیق‌تر تأثیر گرانروی نفت بر میزان تشکیل لجن اسیدی، تعدادی آزمایش‌ با استفاده از نفت سنتزی انجام شد. به‌جای انحلال آسفالتین در مخلوط تولوئن و هپتان، نفت سنتزی توسط رقیق‌سازی نفت خام با تولوئن و هپتان تهیه شده است به‌طوری که شاخص ناپایداری کلوئیدی ثابت باقی بماند. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که سرعت اختلاط تأثیر محسوسی دارد و با افزایش آن از 500 تا rpm 1500، میزان رسوب لجن اسیدی در سه نمونه نفت خام A، B و C که از نظر گرانروی، محتوی آسفالتین و شاخص ناپایداری کلوئیدی به‌ترتیب نزولی کدگذاری شده‌اند، 1/2، 58/1 و 49/1 برابر افزایش یافته است. این مشاهدات می‌تواند ناشی از افزایش سطح تماس قطرات اسید و نفت باشد. با تغییر نسبت حجمی اسید از 2/0 تا 8/0 در نمونه‌های A، B و C، تشکیل رسوب لجن به‌ترتیب به‌‌میزان 27/1، 37/2 و 3 برابر افزایش یافته است. افزایش دما از 30 تا ℃ 85 نیز رفتار مشابهی داشته و به‌ترتیب 7/2، 57/1 و 84/1 برابر میزان رسوب لجن افزایش یافته است. نفت‌های مختلف، تمایل به تشکیل لجن متفاوتی را نشان دادند. نفت A در مقایسه با نفت‌های B و C به‌ترتیب، 1/6 و 7/37 برابر رسوب لجن بیشتری تشکیل داده است که ناشی از بیشتر بودن شاخص ناپایداری کلوئیدی و مقدار آسفالتین آن بوده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Intensification of acid-induced sludge formation during stimulation of asphaltenic oil reservoirs: an experimental study

نویسندگان [English]

  • Esmaeil Hedayati 1
  • Maysam Mohammadzadeh-Shirazi 2
  • Ahmad Abbasi 3
  • Mohammad Reza Malayeri 4
1 Department of Petroleum 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
3 Department of Chemical Engineering, School of Chemical and Petroleum Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran
4 Department of Chemical Engineering, School of Chemical and Petroleum Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran
چکیده [English]

The acidizing process increases the productivity of oil and gas wells, but its improper design can inevitably cause the formation of acid-induced sludge as a serious formation damage. In this research, the effect of main parameters such as crude oil-acid mixing speed (as a representative of acid injection rate), acid-crude oil mixture ratio (as a representative of acid injection volume), temperature, and crude oil characteristics (colloidal instability index and asphaltene content) were examined on sludge formation. Standard compatibility test of RP-42 with some modifications was utilized for this purpose. Three crude oil samples were chosen according to their distinct properties in terms of viscosity, asphaltene content, and colloidal instability index, to discern sludge formation dependency on the type of crude oil. These samples were named as A, B, and C, in descending order of their viscosity, asphaltene content, and colloidal instability index. Several experiments were also conducted using synthetic oil to investigate the impact of viscosity. The synthetic oil was prepared by diluting the crude oil with toluene and heptane, keeping the colloidal instability index intact, instead of dissolving asphaltene in a mixture of toluene and heptane. The results showed the noticeable effect of mixing speed, where changes from 500 to 1500 rpm led to higher amount of sludge in three crude oils of A, B, and C by 2.1, 1.58, and 1.49 times, respectively. This propensity can be attributed to higher interface area of acid and crude oil droplets under higher shear conditions. Furthermore, changing the acid mixture ratio from 0.2 to 0.8 in crude oil samples of A, B, and C, caused intense sludge formation by 1.27, 2.37, and 3 times, respectively. Changes in temperature from 30 to 85 ℃ produced similar behavior for sludge formation by increasing 2.7, 1.57, and 1.84 times, respectively. The crude oil samples also showed different tendencies for sludge formation. Sample A formed 6.1 and 37.7 times more sludge than B and C oils, respectively. The composition of sample A with a higher colloidal instability index and asphaltene content led to formation of more sludge. Comparing the results of crude oil B with its synthetic oil showed 1.68-fold less sludge due to the lower viscosity of its synthetic oil.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Acidizing
  • acid mixture ratio
  • acid-induced sludge
  • formation damage
  • mixing speed
  • temperature
پژوهش نفت

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 26 شهریور 1403

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار