جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « تزریق گاز » در نشریات گروه « زمین شناسی »

مکانیزم ریزش ثقلی در مخازن شکافداری که تزریق گاز در آنها اجرا شده و یا تحت رانش کلاهک گازی تولید می کنند، فعال می شود. پدیده ی پیوستگی مویینه ی بین بلوکی تاثیر قابل توجهی بر عملکرد ریزش ثقلی داشته و یکی از چالش های مطرح، میزان اهمیت و نحوه ی لحاظ کردن این پدیده در شبیه سازی مخازن شکافدار است. فشار مویینگی شکاف را می توان به عنوان معیاری کمی برای توصیف پیوستگی مویینه استفاده کرد. در این پژوهش با استفاده از یک شبیه ساز تجاری (اکلیپس100) یک محیط متخلخل شکافدار شامل شش بلوک ماتریس که با شکاف های افقی جدا شده اند با در نظر گرفتن  مدل های مختلف فشار مویینگی شکاف، شبیه سازی شده و تولید نفت در حالات مختلف و همچنین فشار مویینگی لازم برای دستیابی به پیوستگی مویینه ارزیابی می شود. حالات فشار مویینگی صفر و سیستم تک بلوکه با طول مشابه (معادل پیوستگی مویینه ی کامل)، مقادیر مختلف فشار مویینگی ثابت، فشار مویینگی وابسته به اشباع به صورت نسبت هایی از فشار مویینگی ماتریس و فشار مویینگی ثابت اما مختص هر شکاف در نظر گرفته شدند. اعمال فشار مویینگی ثابت درون شکاف میزان تولید نهایی نفت را نسبت به حالت ناپیوستگی افزایش داده اما منجر به ایجاد رفتار غیرطبیعی در تخلیه ی بلوک ها خصوصا در مقادیر بزرگ تر فشار مویینگی شکاف می شود. فشار مویینگی شکاف به صورت تابعی از اشباع و نسبتی از فشار مویینگی ماتریس منجر به ایجاد پیوستگی مویینگی جزیی می شود که افزایش تولید نفت را به همراه دارد. همچنین اگر برای هر شکاف یک فشار مویینگی ثابت فرض شده به طوری که شکاف های بالاتر، فشار مویینگی بیشتری داشته باشند روند تخلیه ی بلوک ها و توزیع اشباع نهایی بسیار شبیه به حالت پیوستگی مویینه خواهد بود که بیانگر این حقیقت است که به علت تخلیه ی سریع تر و شدیدتر بلوک های ماتریس بالایی، شکاف های افقی بالاتر نیاز به فشار مویینگی بیشتری برای برقراری پیوستگی مویینه دارند.

مخازن گاز میعانی یکی از مهم ترین و با ارزش ترین و پیچیده ترین نوع مخازن هیدروکربوری هستند. پیچیدگی آن ها از این نظر است که رفتاری خلاف رفتار ترمودینامیکی سیالات هیدروکربوری دارند و آن هم به علت وجود ترکیبات میانی[1] می باشد که در این گونه مخازن وجود دارد و باعث ارزشمند شدن این مخازن شده است. با رسیدن فشار مخزن به نقطه شبنم، ترکیبات میانی به صورت میعان در مخزن شکل گرفته که علاوه بر کاهش بهره دهی این مخازن، موجب از دست رفتن این بخش از سیال هیدروکربوری می شود. از چالش های مهم این گونه مخازن، نگه داشتن فشار در بالای فشار نقطه شبنم جهت جلوگیری از میعان شدن ترکیبات میانی است که از دیر باز، مهم ترین دغدغه مهندسین مخازن است. همچنین به کار بردن روش های مختلف و به روز به منظور حذف میعانات به دام افتاده در مخزن به خصوص نواحی اطراف چاه تولیدی و نیز تولید آن ها در سطح از دیگر چالش مطرح در این گونه مخازن است. در این مطالعه، ابتدا به توصیف مخازن گاز میعانی پرداخته شده است و سپس مروری بر روش های جلوگیری از تشکیل میعانات در داخل مخزن و نواحی اطراف چاه تولیدی در مخازن گاز میعانی انجام شده است.

تزریق گاز یکی از روش‌های عملیاتی و رایج ازدیاد برداشت است که با چالش‌هایی از قبیل نیاز به تامین منابع عظیم گاز جهت تزریق به مخزن و راندمان روبش1 پایین مواجه است. به همین دلیل و برای بهبود مشکلات ذکر شده، استفاده از روش‌های دیگر ضروری می باشد. یکی از این روش‌ها، تزریق فوم می باشد. در این روش، فوم که از دو فاز گاز و آب تشکیل شده است به جای گاز به مخزن تزریق می شود. با این روش، برخی از مشکلات تزریق گاز از جمله راندمان روبش ضعیف آن بهبود می یابد. با توجه به مطالعات اندک در زمینه بررسی عملکرد شیوه های مختلف تزریق فوم به کمک شبیه‌سازی با نرم‌افزار‌های موجود، در این مطالعه عملکرد سه شیوه تزریق فوم در یک مخزن شکافدار بررسی و با هم مقایسه شده و بهترین و موثرترین روش تزریق با در نظر گرفتن جنبه های مختلف به خصوص اقتصادی و نه فقط صرف افزایش تولید انتخاب شده است. روش تزریق پیوسته فوم به عنوان شتاب دهنده تولید نفت و روش تزریق دوره‌ای فوم-آب به عنوان تقویت کننده ضریب بازیافت پیشنهاد می‌شود.

تولید و تزریق سیال ممکن است، از طریق تغییر فشار منفذی و تغییرات متناظر در میدان تنش، سبب ایجاد شکست هیدرولیکی، شکست برشی در سطوح ترک، یا فعالیت مجدد گسل ها و ناپیوستگی های موجود توسط کاهش تنش موثر شود. بنابراین، تغییر شکل زمین، لرزه های اتفاق افتاده، فعالیت مجدد ناپیوستگی ها، و ظرفیت ناتراوایی سنگ های اطراف مجموعه مخزن پوش سنگ از پدیده های مهم در اجرای پروژه های دربرگیرنده تولید و تزریق گاز در فضاهای زیرزمینی محسوب می شوند. استراتژی موفق در توسعه مخزن مطالعه و مدل سازی ژئومکانیکی مخزن را می طلبد. ساخت یک مدل جامع ژئومکانیکی شامل وضعیت تنش به صورت تابعی از عمق (جهت و مقدار)، خواص فیزیکی سنگ مخزن و سازندهای آن (مقاومت سنگ و مدول های الاستیک)، تخمین فشار منفذی، و توصیف و توزیع شکستگی ها و گسل هاست. در این پژوهش، مدل ژئومکانیکی یک بعدی ساخته شده در میدان مورد مطالعه با استفاده از نرم افزار IP توضیح داده شد و با مدل‏سازی تحلیلی به بررسی و ارزیابی امکان فعالیت مجدد گسل‏ های میدان، امکان وقوع شکستگی ‏ها طی عملیات تزریق و تولید، و میزان بحران تغییر فشار تزریق و تولید برای ایجاد شکستگی‏ های کششی و برشی پرداخته شد.

فرایند تزریق گاز به عنوان یکی از مهمترین روش های ازدیاد برداشت مطرح است. به دلیل ماهیت تماس چندگانه گاز دی اکسید کربن با فاز نفت برای امتزاج، تعیین مقدار حداقل فشار تماس چندگانه دقیق به عنوان یکی از شرایط عملیاتی، همواره چالش بر انگیز بوده است و روش های گوناگون مقادیر متفاوتی را برای حداقل فشار امتزاجی گزارش می نمایند.
در این مقاله سعی شده است تا با ارائه روش کاری مدون حداقل فشار امتزاجی صحیح بر اساس مقایسه نتایج شبیه سازی تزریق گاز در فشارهای مختلف تزریق تعیین گردد. مقایسه انجام شده بر اساس میزان اشباع نفت در اطراف چاه های تزریقی می باشد. بدین صورت که حداقل فشار تزریق که در آن، اشباع نفت کمتر از میزان اشباع غیر قابل کاهش گروه سنگی شده است، به عنوان حداقل فشار امتزاجی گزارش می گردد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که روش شبیه سازی ترکیبی، حداقل فشار امتزاجی معتبری را نسبت به سایر روش های موجود ارائه می نماید. از این روش کار می توان برای تعیین حداقل فشار امتزاجی معتبر برای سایر گازهای تزریقی جهت شبیه سازی صحیح تر تزریق گاز استفاده نمود.

تزریق گاز به مخازن نفتی از ضروری ترین عوامل در صیانت از ذخایر نفتی و یکی از راهبردهای تولید پایدار است. تزریق گاز کافی و به موقع، افزون بر بازیافت میلیاردها بشکه نفت به تله افتاده در مخزن، موجب حفظ جایگاه تولید کشورمان در اوپک شده و امکان ذخیره سازی مقادیر چشم گیری گاز برای نسل آینده را نیز فراهم خواهد کرد. در فرآیند تزریق گاز غنی اگر حداقل فشار امتزاجی کمتر از psi 4500 باشد از نظر اقتصادی استفاده از گاز مایع شده ارجحیت دارد. اگر عمق مخزن کم باشد یا سیال مخزن حاوی مقادیر کمی ترکیبات میانی باشد استفاده از گاز مایع شده مناسب به نظر می رسد. در طراحی یک فرآیند جابه جایی امتزاجی، نخستین اقدام، تعیین حداقل فشار امتزاج است. در نرم افزار PVTi با تزریق گازهای مختلف به سیال مخزن مشاهده شد که وضعیت امتزاج پذیری دی اکسیدکربن تقریبا شبیه به اتان و وضعیت امتزاج پذیری نیتروژن نیز تقریبا مانند متان است. هرچه سیال تزریقی به سمت ترکیبات اتان حرکت کرده و از متان جدا شود، در نفت مخزن امتزاج پذیرتر خواهد بود. همچنین با محاسبات نرم افزار اکلیپس300 مشاهده شد که با تزریق دی اکسیدکربن امتزاجی نسبت به ترکیبات تزریقی غیرامتزاجی در بلندمدت، مخزن کارآیی بهتری خواهد داشت. اما از دیدگاه بازدهی عملکرد و همچنین از لحاظ اقتصادی، در کوتاه مدت (و تا حدودی میان مدت) تزریق متان غیرامتزاجی بهترین گزینه خواهد بود. در این سناریو نتایج عملکرد مخزن با تزریق های مختلف در کوتاه مدت بسیار نزدیک به یکدیگر بود و نشان داد که با توجه به فراوانی منابع اتان در کشور، تزریق این گاز ارزان ترین روش خواهد بود.

به دلیل پیچیدگی های موجود در فرآیندهای تزریق گاز به مخازن شکافدار، انجام مطالعات جامع از جمله شبیه سازی این مخازن ضروری است. این نوشتار مطالعه ای در خصوص شبیه سازی سناریوهای مختلف تزریق گاز در یک مخزن نفتی شکافدار را ارائه می دهد. طی این تحقیق، تزریق متناوب گاز-آب1 (WAG) و تزریق پیوسته ی گاز برای افزایش تولید میدان بررسی شد. در روش WAG، گاز و آب به صورت متناوب به مخزن تزریق شده و از طریق افزایش سطح تماس سیال تزریقی به مخزن، دسترسی موثرتر گاز به نواحی جاروب نشده2 و کنترل نسبت تحرک میان سیال تزریقی و سیال مخزن، منجر به افزایش تولید می شود. این فرآیند بسته به شرایط مخزن به صورت امتزاجی، غیرامتزاجی یا ترکیبی3 انجام می پذیرد. بدین منظور مطالعه ای در خصوص شبیه سازی ترکیبی با نرم افزار Eclipse300 از مجموعه ی Geoquest و با هدف انتخاب حجم بهینه ی اسلاگ تزریقی، طول چرخه ی4 بهینه و همچنین انتخاب بهترین ترکیب گاز تزریقی به منظور افزایش بازیافت و حفظ فشار مخزن پیشنهاد شد. جهت شبیه سازی رفتار سیال مخزن، معادله ی حالت پنگ-رابینسون5 سه متغیری با نتایج آزمایش های استاندارد تنظیم6 گردید. سناریوهای تزریق شامل تزریق پیوسته ی گاز و تزریق متناوب گاز-آب با ترکیب گازهای متفاوت به همراه یک سناریوی تزریق آب در الگوی پنج نقطهای در یک ناحیه ی پیلوت (به عنوان یک سکتور از مدل کامل میدان) بررسی شد. در بین این سناریوها، از نظر حفظ فشار و جدایش ثقلی کمتر، تزریق پیوسته ی گاز نتایج بهتری در پی داشت. از بین گازهای انتخابی، دی اکسیدکربن بازده جاروبی بهتر و بازیافت نهایی بیشتری داشت. با توجه به ترشوندگی جزیی نسبت به نفت در مخزن مورد انتظار، بازیافت تزریق آب بسیار کمتر از سایر روش ها بود.

در مخازن گاز میعانی با افت فشار مخزن به زیر فشار نقطه ی شبنم، تولید میعانات گازی در مخزن و به خصوص ناحیهی اطراف چاه دیده می شود. به منظور جلوگیری از این رخداد می توان فشار مخزن را با تزریق مواد مختلف مانند آب یا گاز حفظ کرد یا نرخ افت فشار مخزن را با حفر چاه افقی و ایجاد شکاف هیدرولیکی کاهش داد یا میعانات تولید شده در اطراف چاه را با روش های مختلف مانند تزریق امتزاجی گاز، تغییر تراوایی اطراف چاه و تابش امواج فراصوت تولید کرد.

در این تحقیق مدل سیال مخزن با استفاده از داده های آزمایشگاهی و نرم افزار PVTi ساخته شده و سپس به کمک نرم افزار FloGrid و انتخاب بخش مناسب مخزن از مدل اصلی، مدل استاتیک آن بخش برای شبیه سازی آماده گردیده است. در ادامه پس از ساختن مدل دینامیک آن قسمت از مخزن توسط شبیه ساز Eclipse100، شبیه سازی سناریوهای ازدیاد برداشت روی مدل ناحی های انجام پذیرفت. نتایج شبیه سازی های مختلف، نشان دهنده ی بازیافت بهتر فرآیند GAGD در مقایسه با سایر روش های ازدیاد برداشت بود. با بررسی نتایج شبیه سازی ها مشخص شد که انتخاب نرخ های مناسب تزریق و تولید در بازیافت این فرآیند حائز اهمیت است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که به کارگیری فرآیند GAGD در حالت آرایش پنج نقطه ای در مقایسه با سایر روش های ازدیاد برداشت نظیر تزریق گاز و تزریق آب، مناسبترین سناریوی ازدیاد برداشت جهت توسعه ی میدان مورد مطالعه است.

به دلیل تفاوت نفوذپذیری بین ماتریس و شکاف، پتانسیل بازیافت ثانویه در مخازن شکافدار نسبت به مخازن متعارف کمتر است. در این مخازن، سیال تزریقی از طریق شکاف به راحتی به چاه تولیدی رسیده و مقدار زیادی نفت در ماتریس به تله می افتد. این نفت به تله افتاده را میتوان با استفاده از جریان متقاطع/ انتقال جرم از ناحیه به تله افتاده به ناحیه جریانی، بازیافت کرد. در این مطالعه، تزریق گاز دی اکسیدکربن در رژیم های مختلف امتزاجی تک تماسه، نزدیک امتزاجی و غیرامتزاجی در سیستم ماتریس-شکاف به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف آزمایش های انجام شده در این تحقیق، بررسی کارایی تزریق گاز دی اکسیدکربن در بازیافت نفت به تله افتاده در مخازن کربناته شکافدار است. در تمامی آزمایش ها، مغزه با دکان اشباع شده است و دی اکسیدکربن در شکاف، تزریق می شود. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که بیشترین بازیافت نفت در تزریق گاز دی اکسیدکربن به صورت نزدیک امتزاجی به دست می آید. در این شرایط، 63 درصد نفت به تله افتاده بازیافت می شود، در حالیکه ضریب بازیافت نفت برای تزریق امتزاجی تک تماسه و تزریق غیرامتزاجی به ترتیب 36 و 8 درصد است.

در مقاله ی حاضر اثر تزریق گازهای طبیعی غنی و خشک و گاز نیتروژن بر فرآیند رسوب آسفالتین در مخازن نفتی بررسی شده است. برای این منظور از مفاهیم ترمودینامیکی تعادل سه فازی استفاده شده که در آن آسفالتین به عنوان فاز جامد خالص درنظر گرفته می شود. سنگین ترین جزء ترکیب به دو بخش رسوب کننده و رسوب نکننده تقسیم شده است [5]. مدل ساخته شده قادر به توصیف رفتار نفت آسفالتینی در مواجهه با اغتشاش ترمودینامیکی حاصل از تزریق گاز در طول دوران تولید است. در این بررسی، ابتدا مدل رسوب در حالت تولید به روش تخلیه ی طبیعی ساخته شده و پس از آن تغییر رفتار سیال در اثر تزریق سه نمونه ی گاز طبیعی غنی، گاز طبیعی خشک و گاز حاوی درصد زیاد نیتروژن بررسی شده است. همچنین آنالیز حساسیت روی نقطه ی آغاز رسوب بر مبنای میزان امتزاج پذیری گاز انجام گرفته است. نتایج، نشاندهنده ی اثر تشدیدکننده ی ایجاد رسوب در تزریق گازهای طبیعی و اثر ملایم تر در تزریق گاز نیتروژن است.

با کاهش اکتشافات نفت طی دهه های گذشته به نظر می رسد در سال های آینده فنآوری های ازدیادبرداشت نقشی کلیدی در پاسخگویی به تقاضای انرژی خواهد داشت. در این مقاله مطالعات انجام شده توسط مجله ی بین المللی انرژی و شرکت نفت انگلیس جمع آوری شده و به شکل گزارشی جامع از وضعیت روش های پیاده شده ی ازدیادبرداشت در سطح جهان با محوریت سازندهای ماسه سنگی ارائه می گردد. در گزارش حاضر با محوریت سه روش اصلی تزریق گاز، سیلابزنی شیمیایی و روش های گرمایی به چالش ها و مزایای روش های ازدیادبرداشت پرداخته می شود. در این مطالعه روند تغییرات این روش ها از جمله روندهای روبه رشد در سال های اخیر مانند تزریق دی اکسیدکربن، تزریق هوا با فشار زیاد و سیلابزنی شیمیایی پرداخته شده و مروری کوتاه بر اقتصاد پروژه های ازدیادبرداشت در این سازند صورت گرفته است. در پایان بر اساس مطالعه ی انجام شده توسط شرکت نفت انی ایتالیا محدوده ی عملکرد و خصوصیات هریک از این روش ها در مخازن ماسه سنگی مقایسه می گردد.

یکی از نکات کلیدی در تزریق گاز که باید قبل از آغاز عملیات تعیین شود امتزاجی یا غیرامتزاجی بودن تزریق است. در این تحقیق امتزاجی بودن فرآیند تزریق گاز در یکی از میادین فراساحلی ایران بررسی شده است. در این راستا ابتدا سیال دو ناحیه این میدان توسط نرم افزار PVTi شبیه سازی شده و با طراحی آزمایش لوله قلمی برای چهار گاز مختلف حداقل فشار امتزاجی محاسبه شده است. جهت حصول اطمینان از صادق بودن این فشارها در مدل ترکیبی مخزن نیز مدلی ترکیبی از این آزمایش ساخته شده و مقادیر حاصل از مدل با نتایج PVTi مقایسه شده است. در نهایت با توجه به فشار شکست سازند حاصل از آزمایش های نشتی و حداقل فشار امتزاجی چهار گاز، این نتیجه حاصل می شود که در این میدان امکان تزریق گاز به صورت امتزاجی تنها برای دی اکسیدکربن آن هم در قسمت شرقی میدان وجود دارد.

مجموعه مخزن-پوش سنگ اغلب ناهمسانی ها و نقاط ضعفی از جمله ناپیوستگی ها، نواحی خردشده و گسل ها دارند. تزریق گاز در مخزن که عمدتا با هدف افزایش بهره برداری انجام می شود ممکن است از طریق تغییر فشار منفذی سبب تغییر در میدان تنش برجا، فعال شدن مجدد ناپیوستگی ها، ایجاد ناپیوستگی های جدید، وقوع رخدادهای لرزه ای القایی و کاهش ظرفیت تراوایی پوش سنگ گردد. از این رو شناخت ویژگی های زمین شناسانه و ناپیوستگی های موجود در مجموعه مخزن-پوش سنگ در تعیین بازه ایمن فشار سیال تزریقی و محل تزریق، از اهمیت ویژه ای برخودار است. به طور کلی تحلیل و بررسی مسائل و مخاطرات مرتبط با تزریق گاز از دیدگاه ژئومکانیکی شامل دو مرحله عمده است؛ نخست تحلیل میزان تغییرات تنش در اثر تزریق گاز و دوم تحلیل رفتار شاخص های زمین شناسی (لایه های سنگ مخزن و پوش سنگ، شکستگی، گسل ها و غیره) در اثر تنش القاء شده. در مجموع برای تحلیل و مدل سازی این مراحل توسط پژوهش گران سه رویکرد متفاوت ارائه شده که شامل روش های عددی، روش های نیمه تحلیلی و روش های تحلیلی است. اگرچه برای تخمین تغییرات تنش در حالت کلی می توان از روش های تحلیلی استفاده کرد اما برای بررسی جزئیات بیشتر تغییرات ناهمسان تنش های القایی در داخل و اطراف محدوده تزریق، بررسی ژئومکانیکی عددی مناسب تر است

یکی از روش های افزایش بازیافت نهایی نفت، تزریق گاز در مخزن است. تزریق گاز می تواند به صورت تزریق مستقیم درون کلاهک گازی و یا به صورت تزریق امتزاجی صورت پذیرد که این امر موجب تثبیت و یا افزایش انرژی مخزن می گردد. تزریق گاز در مخازن جنوب غرب ایران به علت در دسترس بودن گاز، سازگاری با مخزن و همچنین بازیافت گاز تزریق شده در مخزن متداول ترین روش نگهداشت یا افزایش فشار مخرن است.تزریق گاز ضمن افزایش فشار مخزن می تواند باعث ثابت ماندن یا افزایش ضریب حجمی نفت مخزن گردد که این امر در نهایت منجر به افزایش بازیافت نهایی نفت مخزن خواهد شد. در این مقاله آثار تزریق گاز بر روی مخازن آسماری و بنگستان یکی از میادین جنوب غرب ایران که با هدف نگهداشت فشار مخزن طراحی گردیده، مورد بررسی قرار گرفته است. میزان و نحوه تزریق گاز در میدان، تغییرات فشار سیالات مخزن قبل و بعد از تزریق، تغییرات ستون نفت و همچنین تغییرات خواص نفت مخزن و نتایج ناشی از تزریق گاز در میدان نیز تشریح گردیده است.

میدان نفتی سروش در شمال غربی خلیج فارس و 80 کیلومتری جزیره خارک قرار گرفته است و سازند ماسه سنگی بورگان سنگ مخزن آن را تشکیل می دهد. در این پژوهش با انجام تعداد 6 آزمایش، اثر تزریق و انحلال گاز سازند بورگان میدان فروزان در میزان تورم نمونه نفت اشباع شده میدان نفتی سروش در فشارهای مختلف و در دمای مخزن سروش (180 درجه فارنهایت)، در داخل دستگاه سلول PVT مورد اندازه گیری قرار گرفته است. براساس نتایج آنالیز، با افزایش فشار در دمای ثابت درجه فارنهایت 180درصد میزان تورم بطور قابل توجهی افزایش یافته است، این افزایش میزان تورم، باعث کاهش گرانروی نفت و بالا رفتن ضریب حجمی نفت شده که در نهایت، انجام این فرایند به صورت صنعتی در ازدیاد برداشت از مخزن و بالا بردن ضریب بازیافت تاثیر زیادی خواهد گذاشت. حداکثر میزان تورم نفت میدان سروش بواسطه تزریق گاز لایه بورگان میدان فروزان در فشار4500 پام نسبی(psig) معادل 56/28 درصد و حداقل میزان تورم در فشار 1000 پام نسبی معادل 79/4 درصد در دمای مخزن بدست آمده است.