شماره ركورد
27207
پديد آورنده
مهدي نصيري ورجوي
عنوان
فرازآوري مصنوعي با گاز به كمك فوم
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي نفت_مخازن هيدروكربوري
سال تحصيل
1398
تاريخ دفاع
1401/06/30
استاد راهنما
دكتر محمدتقي صادقي
استاد مشاور
دكتر سيد مجتبي حسيني نسب
دانشكده
مهندسي شيمي، نفت و گاز
چكيده
فرازآوري مايعات تهچاهي يا ناتواني گاز در حمل مايعات انباشته شده در امتداد چاه، عمر چاههاي گازي طبيعي را كوتاه ميكند و درآمد شركتها را كاهش ميدهد. ميعانات هيدروكربني و آب معمولاً همراه با جريان گاز طبيعي، توليد ميشوند. با گذشت زمان و با كاهش فشار سازند، سرعت گاز كاهش مييابد كه باعث تجمع مايعات در تهچاه و در نتيجه كاهش توليد ميشود. يكي از روشهاي متداول تخليه مايعات چاه گازي، تزريق سورفكتانت يا فرازآوري به كمك فوم است. سورفكتانت تزريق شده، به دليل نفوذ بين مايعات و گاز در حال جريان و كاهش كشش سطحي بين آنها و تشكيل دادن كف، به تخليه چاه كمك ميكند. اين روش بهويژه در ذخاير گاز كمفشار، بسيار سودمند است.
بيشتر چاههاي نفت نيز براي افزايش عمر ميدان و بيشتر شدن توليد، نياز به فرازآوري مصنوعي دارند. روشهاي مرسوم مانند فرازآوري مصنوعي با گاز، در مخازن تخليهشده با برش آبي زياد، مؤثر نيستند. در چنين شرايطي نرخ تزريق گاز زيادي لازم است و به عبارت ديگر، فشار كاري زيادي به سيستم تزريق گاز اعمال ميشود درحالي كه دبي نفت توليدي كمي داريم و ممكن است نتيجه مطلوب حاصل نشود. در نتيجه، سورفكتانتها كه براي مايعزدايي چاههاي گازيي استفاده ميشدند، ميتوانند در چاههاي نفت تخليهشده و داراي برش آبي بالا استفاده شوند. در چنين مخزني، فوم به كاهش چگالي مايع و در نتيجه كاهش فشار هيدرواستاتيك ستون مايعات، كمك ميكند و در نتيجه استفاده از سورفكتانت، باعث بهبود عملكرد فرايند تزريق گاز و افزايش دبي توليد نفت، با هزينه عملياتي كمتري ميشود.
فرازآوري مصنوعي با گاز به كمك فوم يك روش نسبتاً مدرن و تكامل يافته است و با وجود اينكه نياز جهاني رو به رشد به اين تكنولوژي وجود دارد، تا امروز كمتر به آن پرداخته شده است. چاههاي گازيي كه داراي برش آبي بالايي هستند و همچنين چاههاي نفتي تخليهشده و داراي برش آبي بالا كه عمليات تزريق گاز در آن انجام ميشود، انتخابهاي خوبي براي فرازآوري به وسيله فوم هستند. وجود آب، باعث افزايش توليد فوم و كمك به تخليه ميشود اما وجود ميعانات گازي و نفت در ستون چاه، باعث كاهش كارايي سورفكتانت، در عمليات فرازآوري با فوم ميشود. هدف از اين مطالعه ارزيابي تجربي و آزمايشگاهي عملكرد انواع سورفكتانتهاي مختلف در حضور آب و فاز هيدروكربني با در نظر گرفتن اهميت تخليه مايعات تهچاهي است.
در اين تحقيق، يك سيستم آزمايشگاهي به منظور پيادهسازي فرايند فرازآوري مصنوعي با گاز به كمك فوم طراحي شده و بازده فرازآوري با فوم و ارتباط آن با خصوصيات سورفكتانت مورد استفاده، بررسي ميشود. چهار نوع سورفكتانت آنيوني، كاتيوني، غيريوني و آمفوتريك براي مطالعه در اين فرايند انتخاب شدهاند. مجموعه كارهاي آزمايشگاهي شامل اندازهگيريهاي كشش سطحي و آزمايشهاي فرازآوري ستون مايع با سورفكتانتها و غلظتهاي مختلف آن انجام ميشود. فرايند تخليه مايعات در مقياس آزمايشگاهي براي مقادير مختلف برش آب و نفت و در دبي ثابت تزريق هوا براي توليد فوم، تكميل و بررسي ميشوند. از جمله نتايج اين آزمايشات به صورت اطلاعاتي شامل ميزان مايع تخليهشده ، چگالي فوم، ميزان ارتفاع فوم و نيمهعمر فوم ثبت شده است. اگر برش آبي كاهش پيدا كند، افت نسبي در ميزان مايع تخليهشده مشاهده ميشود كه كاهش بازده فرازآوري فوم را نشان ميدهد. ميزان اين كاهش براي سورفكتانتهاي مختلف متفاوت ميباشد كه به صورت كامل بررسي شده است.
علاوه بر آزمايش عملكرد اين سورفكتانتها در دماي اتاق كه در محدوده 30-25 درجه سانتيگراد است، تأثير دماي بالا در فرايند فرازآوري مايعات، براي محدوده غلظت انتخاب شده و برش آب انتخابي، مورد مطالعه قرار ميگيرد. آزمايشات مربوطه در يك مجموعه عايق دمايي، در محدوده دمايي 70-60 درجه سانتيگراد انجام ميگيرد كه نتايج آن به صورت كامل بررسي ميشود.
تاريخ ورود اطلاعات
1401/07/16
عنوان به انگليسي
Foam Assisted Gas Lift
تاريخ بهره برداري
9/21/2023 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مهدي نصيري ورجوي
چكيده به لاتين
The unloading of wellbore fluids or the inability of gas to carry fluids accumulated along the well shortens the life of natural gas wells and reduces the company's income. Hydrocarbon condensate and water are usually produced along with the natural gas flow. With the passage of time and with the reduction of the formation pressure, the gas velocity decreases, which causes the accumulation of liquids in the bottom of the well and, as a result, production decreases. One of the common methods of draining gas well liquids is surfactant injection or foaming. The injected surfactant helps to drain the well due to the penetration between the flowing liquids and gas and reducing the surface tension between them and forming a foam. This method is especially useful in low-pressure gas reserves.
Most of the oil wells also need artificial production to increase the life of the field and increase the production. Conventional methods such as artificial gas injection are not effective in depleted reservoirs with high water cut. In such a situation, a high gas injection rate is required, and in other words, a lot of work pressure is applied to the gas injection system, while we have a low production oil flow rate, and the desired result may not be achieved. As a result, surfactants that were used to deliquesce gas wells can be used in depleted oil wells with a high water cut. In such a tank, foam helps to reduce the density of the liquid and, as a result, to reduce the hydrostatic pressure of the liquid column, and as a result, the use of surfactant improves the performance of the gas injection process and increases the flow rate of oil production, with a lower operating cost.
gas lift with the help of foam is a relatively modern and developed method, and although there is a growing global need for this technology, it has been less addressed to date. Gas wells with a high water cut, as well as depleted oil wells with a high water cut where gas injection is performed, are good choices for foam recovery. The presence of water increases the production of foam and helps in evacuation, but the presence of gas condensate and oil in the well column reduces the efficiency of the surfactant in foam lift operations. The purpose of this study is to experimentally evaluate the performance of different surfactants in the presence of water and hydrocarbon phase, taking into account the importance of draining the wellbore fluids.
In this research, a laboratory system is designed to implement the process of artificial lift with gas with the help of foam, and the efficiency of lift with foam and its relationship with the properties of the used surfactant are investigated. Four types of anionic, cationic, nonionic and amphoteric surfactants have been selected to study this process. The series of laboratory work includes surface tension measurements and liquid column extraction tests with surfactants and their different concentrations. Liquid discharge process in laboratory scale for different amounts of water and oil cutting and in constant flow rate of air injection for foam production are completed and investigated. Among the results of these tests, the amount of discharged liquid, foam density, foam height, and half-life of foam have been recorded. If the water cut decreases, a relative drop in the amount of discharged liquid is observed, which indicates a decrease in the foam generation efficiency. The amount of this reduction is different for different surfactants, which has been fully investigated.
In addition to testing the performance of these surfactants at room temperature, which is in the range of 25-30 degrees Celsius, the effect of high temperature on the liquid lift process is studied for the selected concentration range and selected water cut. The relevant tests are performed in a thermal insulation set, in the temperature range of 60-70 degrees Celsius, and the results are fully checked.
كليدواژه هاي فارسي
فرازآوري مصنوعي , سورفكتانت , فرازآوري مصنوعي به كمك فوم , تخليه مايعات ته چاهي , برش آب
كليدواژه هاي لاتين
Artificial Lift , Surfactant , Foam Assisted Lift , Well Deliquification , Water Cut
Author
mahdi nasiri varjovi
SuperVisor
dr. mohammad taghi sadeghi