22050

22050

شبيه سازي فرايند تزريق هيدروژل در محيط متخلخل و بهينه سازي پارامترهاي موثر بر آن به منظور كاربرد در فرايندهاي ازدياد برداشت

كارشناسي ارشد

مهندسي مخازن هيدروكربوري

1399

1399/1/23

دكتر فروغ عاملي

دكتر غلامرضا مقبلي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

بدون شك تقاضاي جهاني انرژي روز به روز افزايش مي يابد و افزايش برداشت نفت از مخازن نفتي موجود بسيار مهم است. از اين رو روش هاي ازدياد برداشت وارد فرايند توليد از مخازن شده است. يكي از ساده ترين و ارزان ترين روش هاي جابجايي و استخراج نفت از مخزن، سيلاب زني به كمك آب است. اما بعد از سيلاب زني با آب بيش از 70 درصد نفت درجا در مخزن باقي مي ماند. از جمله چالش هاي مهمي كه در زمينه سيلابزني با آب وجود دارد ناهمگوني در ساختار مخزن است كه موجب افزايش توليد آب و كاهش بازيافت نفت مي¬شود. بسياري از مخازن داراي مشكل ناهمگوني زمين شناسي سازندي هستند. علاوه بر اين، سيلاب زني بلند مدت آب و يا مواد شيميايي در طول فرآيند بهره برداري از ميدان هاي نفتي ممكن است به ناهمگوني هاي افقي و عمودي بيشتر در مخزن منجر شود. توليد آب موجب افزايش هزينه هاي جداسازي نفت و آب، خوردگي، آلودگي هاي محيط زيستي و... مي¬شود. براي افزايش بازده كل فرايند ازدياد براداشت نفت، مسدودسازي انتخابي مناطق با نفوذپذيري بالا و در نتيجه بهبود بهره وري جاروب در مناطق با نفوذپذيري كم اهميت دارد. استفاده از هيدروژل ها در كنترل جريان تزريقي به ويژه در سال هاي اخير، با موفقيت هاي ميداني مختلفي همراه بوده است كه نشان مي دهد اين مواد توانايي مسدود سازي انتخابي مناطق با تراوايي بالا و شكاف ها در مخزن را دارند. هيدروژل ها بعد از تزريق آب و يا پليمر مورد استفاده قرار مي¬گيرند و موجب هدايت سيال تزريقي به سمت مناطق كم تراوا مي¬شوند. در اين پايان نامه به بررسي انواع هيدروژل ها استفاده شده در فرايند ازدياد برداشت، پرداخته مي شود و سپس فرايند آزمايشگاهي تزريق هيدروژل در ميكرومدل هاي شفاف شيشه اي كه امكان مشاهده الگوي جريان در آنها وجود دارد، با استفاده از نرم افزار كامپيوتري كامسول شبيه سازي مي شود و عملكرد هيدروژل ها در بهبود ضريب بازيافت نواحي كم¬تراوا مورد بررسي قرار مي¬گيرد. در نهايت با استفاده از يك ميكرومدل ناهمگن دولايه تاثير پارامتر هاي مختلف هيدروژل بر ضريب بازيافت نفت بررسي مي¬شود. همچنين سيلابزني قبل از تزريق هيدروژل كه معمولا با آب و يا پليمر انجام مي¬گيرد مورد بررسي قرار مي¬¬گيرد و با بررسي پارامتر هاي موثر بر ضريب بازيافت سعي مي¬شود شرايط بهينه اين فرايند شبيه سازي شود. به اين منظور تاثير پارامترهاي مختلف به صورت جداگانه مورد بررسي و تحليل قرار گرفته است و سپس پارامتر هاي موثر بهينه شده¬اند.

1399/02/06

Simulation of hydrogel injection in porous media and optimization of the effective parameters for application in EOR processes

4/12/2021 12:00:00 AM

global energy demand is increasing day by day, and it is important to increase oil extraction from existing oil reservoir. Hence, Enhanced Oil Recovery (EOR) methods have been introduced in oil production process. water flooding is one of the simplest and cheapest ways to sweep and produce oil. But after water flooding, more than 70 percent of the oil remains in reservoir. One of the major challenges in water flooding is the heterogeneity of the reservoir structure which causes water cut increase and reduced oil recovery. Many reservoirs have a geological heterogeneity problem. In addition, long-term water or chemical flooding may cause more horizontal and vertical heterogeneity in the reservoir. Water production increases the cost of oil and water separation, corrosion, environmental pollution and so on. To increase EOR efficiency selective blocking of high permeability zones and improved sweep efficiency in low permeability zones is important. use of hydrogels for injected fluid control, especially in recent years, has been associated with various field successes, indicating that these materials are capable of selectively blocking high permeability areas and fractures in the reservoir. Hydrogels are used after water or polymer flooding and direct injection fluid to low permeable areas. in This thesis, we explain types of hydrogels used in ٍEOR process, and then a laboratory hydrogel injection process in glass micromodels that resemble rock-porous space is simulated using Comsol multiphysics software and we study Hydrogels performance to improve low-permeability recovery factor. Finally, the effect of different hydrogel parameters on oil recovery factor is investigated using a heterogeneous two-layer micromodel. water or polymer flooding which is usually done before hydrogel flooding is also investigated. For this purpose, the effect of different parameters is studied separately and then the effective parameters are optimized.