27733

تعيين پارامترهاي مدل تعادل محلي (LE) به‌منظور تزريق فوم در محيط متخلخل

كارشناسي ارشد

مهندسي نفت- مخازن هيدروكربوري

1398

1401/8/29

فروغ عاملي - كاظم فولادي

صابر محمدي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

تزريق فوم كه يكي از روش‌هاي ازدياد برداشت شيميايي است از اوايل دهه 60 براي مقابله با مشكلات تزريق گاز مانند پديده انگشتي شدن، ميانشكن شدن زود هنگام گاز، جدايش ثقلي و غلبه گرانش به دليل چگالي پايين تر گاز در مقايسه با نفت و / يا آب پيشنهاد شده است. در اين پروژه در دو بخش 1-آزماشگاهي 2-مدل‌سازي و شبيه‌سازي به اين روش پرداخته شده است. در بخش آزمايشگاهي به منظور بهبود پايداري، هم افزايي سورفكتنت آنيوني با دو سورفكتنت آمفوتري بررسي شده است. سورفكتنت آنيوني سديم‌دودسيل‌سولفات و سورفكتنت‌هاي آمفوتري انتخاب شده كوكاميدوپروپيل‌هيدروكسي‌سولتين و كوكاميدوپروپيل‌بتائين هستند. در ابتدا آزمايش استاتيك بررسي پايداري فوم انجام شده است سپس با توجه به نتايج پايداري، آزمايش‌هاي رسانايي و كشش سطحي براي بررسي بيشتر انجام شد. نتايج نيمه‌عمر بهينه‌ترين حالت را براي تركيب سديم دودسيل سولفات با كوكاميدو پروپيل بتائين با نسبت 1:1 در غلظت 3 درصد وزني (0.15 و 0.15) تاييد كرد. همچنين نتايج آزمايش رسانايي نشان داد كه پس از عبور از غلظت 0.15-0.15 درصد وزني (تركيب سديم دودسيل سولفات با كوكاميدو پروپيل بتائين با نسبت 1:1) ميسل تشكيل شد و نتيجه اندازه گيري كشش سطحي نشان داد كه پس از افزودن مقدار كمي سورفكتنت به محلول پايه، ميزان كشش سطحي كمتر از 1 به دست آمد و تفاوت زيادي با حالت بدون سورفكتنت مشاهده شد. در بخش مدل‌سازي با استفاده از داده‌هاي آزمايشگاهي تزريق فوم در محيط متخلخل مغزه كربناته، پارامترهاي مدل فوم به دست آمد و تطبيق خوبي بين داده‌هاي آزمايشگاهي و مدل استفاده شده برقرار شد. در ادامه با خروجي‌هاي حاصل از مدل بافت ضمني و داده‌هاي آزمايشگاهي، شبيه‌سازي تزريق فوم با استفاده از نرم‌افزار CMG-STARS انجام شد. نتايج به دست آمده تطبيق بسيار خوبي را بين داده‌هاي آزمايشگاهي و شبيه‌سازي نشان داده است كه اين مي‌تواند حاكي از دقت خوب مدل تعادل محلي-بافت ضمني باشد. همچنين در بررسي رئولوژي فوم مشخص شد كه افزايش دبي‌، كاهش ويسكوزيته ظاهري را سبب شده است. از آن جا كه اين پارامتر در تزريق فوم بسيار مهم مي‌باشد بايد براي تعيين دبي بهينه، ويسكوزيته ظاهري فوم و خواص رئولوژي آن به عنوان يك پارامتر مهم درنظر گرفته شوند.

1401/10/29

Determining the parameters of the local equilibrium model (LE) to simulation foam injection in a porous medium

11/20/2023 12:00:00 AM

Foam injection, which is one of the methods of chemical enhanced oil recovery since the early 60s, is used to deal with gas injection problems such as fingering phenomenon, early gas breakthroudg, gravity segregation and gravity over ride due to the lower density of gas compared to oil and/or water. It has been suggested. In this project, this method has been discussed in two parts: 1-Laboratory 2-Modeling and simulation. In the laboratory section, in order to improve stability, the synergy of anionic surfactant with two amphoteric surfactants has been investigated. The anionic surfactant is sodium dodecyl sulfate and the amphoteric surfactants are cocamidopropylhydroxysultine and cocamidopropyl betaine. At first, a static test was conducted to check the stability of the foam, then according to the stability results, conductivity and surface tension tests were performed for further investigation. The half-life results confirmed the most optimal state for the combination of sodium dodecyl sulfate with cocamidopropyl betaine with a ratio of 1:1 at a concentration of 3w% (0.15 and 0.15). Also, the results of the conductivity test showed that micelles were formed after passing the concentration ratio of 0.15-0.15w% (combination of sodium dodecyl sulfate with cocamidopropyl betaine with a ratio of 1:1) and the result of surface tension measurement showed that after adding a small amount surfactant to the base solution, the surface tension level was less than 1, and a great difference was observed with the state without surfactant. In the modeling section, using the laboratory data of foam injection in the porous media of the carbonate core, the parameters of the foam model were obtained and a good match was established between the laboratory data and the used model. Next, foam injection simulation was performed using the CMG-STARS software with the outputs from the implicit texture model and laboratory data. The obtained results have shown a very good match between the laboratory data and the simulation. Also, in the investigation of the rheology of the foam, it was found that the increase in the flow rate has caused a decrease in the apparent viscosity. Since this parameter is very important in foam injection, it should be considered as an important parameter to determine the optimal flow rate of foam apparent viscosity and its rheological properties.

ازدياد برداشت , تزريق آزمايشگاهي فوم , مكانيسم‌هاي توليد فوم , شبيه‌سازي جريان فوم , مدل تعادل محلي بافت ضمني , مدل موازنه جمعيت

Enhanceh oil recovery , experimental foam injection , mechanisms of foam generation , simulation of foam flow , implicit texture-local equilibrium model , Population balance model

Samiye Shahmarvand

Dr. Foroogh Ameli