اثر شوری و نوع نمک بر زمان ادغام قطرات نفت در روش ازدیاد برداشت با آب کم‌شور

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه صنعتی شریف

10.22078/pr.2023.5235.3321

چکیده

مکانیزم های دخیل در ازدیاد برداشت با آب کم شور به دو دسته کلی سیال-سیال و سنگ-سیال تقسیم بندی می‌شوند. از این میان، برهم‌کنشهای سیال-سیال کمتر در مقالات مورد بررسی قرار گرفته اند. یکی از اثرات این برهم‌کنش ها حفظ و یا افزایش پیوستگی فاز نفت است که موجب بالارفتن تراوایی نسبی فاز نفت و تولید بهتر آن از مخزن می گردد. در این پژوهش برای فهم عمیق تر این اثرات و مقیاس زمانی اثر آنها، پدیده به هم‌آمیختگی دو قطره نفت در مجاورت شورآب بررسی شده است. برای مطالعه این پدیده دستگاه و روش جدید آزمایشگاهی توسعه داده شد. طبق این روش ابتدا دو قطره نفت (یکی از بالا و یکی از پایین) در مجاورت شورآب مورد نظر به حالت تعلیق درآمده و پس از پیرسازی، به هم نزدیک شده و در تماس با یکدیگر قرار می گیرند. پس از تماس مدتی طول می کشد تا قطرات ادغام شوند که به عنوان "زمان ادغام" ثبت می شود. بر اساس نتایج به دست آمده، مدت زمان به هم‌آمیختگی دو قطره نفت با افزایش زمان پیرسازی افزایش می یابد و پس از 15 دقیقه تقریبا ثابت می ماند. همچنین زمان ادغام دو قطره نفت رفتاری غیریکنوا با شوری از خود نشان می‌دهد و در یک شوری میانی به حداکثر میزان خود می رسد. حداکثر زمان ادغام در قدرت یونی کمتری در شوراب های شامل نمک های دو ظرفیتی مانند کلسیم، منیزیم و سولفات نسبت به نمک های تک ظرفیتی می‌رسد که این مقادیر برای شورآب های سدیم کلرید، منیزیم کلرید، کلسیم کلرید و سولفات سدیم به ترتیب در غلظت های 0.5، 0.05، 0.05، 0.01 مولار می باشند. نتایج این مطالعه پیش بینی می کند که مقدار بهینه شوری برای اثرات سیال-سیال در تزریق آب کم شور در افزایش برداشت نفت وجود خواهد داشت که نیازمند انجام تست های سیلابزنی می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of salinity and salt type on the coalescence time of oil droplets in low-salinity enhanced oil recovery

نویسندگان [English]

  • Hassan Mahani
  • Mehran Karimpour Khamaneh
Department of Chemical and Petroleum Engineering, Sharif University of Technology
چکیده [English]

The mechanisms involved in increased oil recovery by low-salinity waterflooding are divided into two general groups: fluid-fluid and rock-fluid. Among these mechanisms, fluid-fluid interactions have been investigated less in the published literature. One of the effects of these interactions is maintaining or increasing the connectivity of the oil phase, which increases the relative permeability of the oil phase and its production rate from the reservoir. In this research, for a deeper understanding of these effects and the time scale of their effects, the coalescence of two adjacent oil droplets in the vicinity of a saline water has been investigated. A new device and method was developed to study this phenomenon. According to this method, two drops of oil (one pendent from the top and one from the bottom) are placed in the vicinity of the desired brine, and after an aging time, they are brought close to each other to start contacting with each other. After the contact, it takes some time for the droplets to coalesce, which is recorded as the "coalescence time". Based on the obtained results, the coalescence time increases with the increase of the aging time and remains almost constant after 15 minutes. Also, the coalescence time of two oil droplets shows a nonmonotonic behavior with salinity and reaches its maximum value at an intermediate salinity. The maximum coalescence time occurs at a lower ionic strength in brines containing divalent salts such as calcium, magnesium and sulfate compared to that in monovalent salts. These values for sodium chloride, magnesium chloride, calcium chloride and sodium sulfate brines are 0.5, 0.05, 0.05, 0.01 M respectively. The results of this study highlights that there will be an optimal salinity for fluid-fluid effects in low-salinity waterflooding. Understanding their effect on oil recovery requires waterflooding experiments.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Enhanced Oil Recovery
  • Low-salinity waterflooding
  • Fluid-fluid interaction
  • Coalescence of oil droplets
  • Interface elasticity