Optimization of In-Situ Generated CO2 Using Chelating Agents for EOR from Carbonate Reservoirs

Abstract

يعد إستخدام غاز ثاني أكسيد الكربون من أفضل الوسائل الفعالة لزيادة إنتاج النفط ، حيث يعمل الغاز على تقليل لزوجة النفط و يمكنه الوصول إلى أجزاء واسعة من الطبقات الصخرية. لكن تكمن عيوب هذه الوسيلة في التاالي: توفر المصادر الطبيعية لغاز ثاني أكسيد الكروبون بعيدا عن حقول النفط، و وسائل نقل الغاز من مناطق الإنتاج الى حقول النفط ،و تأكل الانابيب و المنشأت النفطية التي يمر عليها الغاز و بعض المشاكل البيئية الأخرى. لتفادي كل هذه المشاكل و الحفاظ على الجوانب الإيجابية ، تم اقتراح طريقة جديدة هي الإنتاج الموضوعي لغاز ثاني أكسيد الكربون. الهدف الأساسي من هذا البحث هو دراسة إستخدام العوامل المخلبية لزيادة إنتاج النفط من الصخور الجيرية عن طريق الإنتاج الموضعي لغاز ثاني أكسيد الكربون، و من ثم دارسة تأثير تركيز هذه المواد على تحسين إنتاج الغاز موضعيا و بالتالي زيادة إنتاج النفط. تم إجراء عدة تجارب لإزاحة النفط عن طريق مياة البحر و المواد المخلبية بإستخدام صخور جيرية تحت ظروف مماثلة للظروف المكمنية من حيث درجة الحرارة و الضغط. بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء قياسات مكثفة لجهد زيتا لبحث تاثيرات العوامل المخلبية وتراكيزها على الخصائص السطحية للصخور الجيرية. هذه القياسات اظهرت التالي: إن إستخدام العوامل المخلبية يمكن أن يؤدي الى تغير خصائص التبلل الصخري من زيتي الى مائي التبلل ما يزيد إنتاج النفط من المكامن الكربونية. اظهرت المقارنة بين استخدام المياه منزوعة الأيونات و مياه البحر المخففة و محاليل العوامل المخلبية أن إستخدام العوامل المخلبية يزيد من تغير التبلل الصخري من زيتي الى مائي التبلل بصورة أكثر من إستخدام مياه البحر المخففة عند نفس الظروف الأخرى. كما أن وجود النفط الخام يزيد القيم السالبة لجهد زيتا مما يؤشر إلى زيادة التغير إلى مائي البلل و بالتالي زيادة الإنتاج النفطي من هذه الصخور. تم قياس التوتر السطحي بين النفط الخام و محاليل العوامل المخلبية باستخدام محاليل مختلفة التراكيز ذلك من أجل دراسة تغيرات التوتر السحطي الناتجة من إستخدام العوامل المخلبية. تم قياس التوتر السطحي للنفط الخام مع المياه منزوعة الايونات, و مع مياه البحر و مع محاليل العوامل المخلبية و التي اظهرت أن فعالية العوامل المخلبية في تقليل التوتر السطحي أفضل من المياه منزوعة الأيونات و مياه البحر مما يدل على أن العوامل المخلبية يمكن ان تزيد إنتاج النفط بصور أكثر من مياه البحر و المياه منزوعة الأيونات. تم قياس الرقم الهايدروجيني للعينات المنتجة من كل تجارب إزاحة النفط بالغمر المائي، و وجد أن الرقم الهايدروجيني يتغير بشكل طفيف مما يدل على أن التفاعل بين المحاليل المحقونة ( و التي تشمل مياه البحر و محاليل العوامل المخلبية بتراكيزها المختلفة) و الصخور الجيرية قد وصل إلى حالة الإستقرار و الإتزان في كل مراحل الحقن. لم يتم ملاحظة تكون لغاز ثاني أكسيد الكربون خلال عمليات الغمر باستخدام محاليل العامل المخلبي EDTA عند رقم الهايدروجيني 6, ولكن عند حقن الصخور الجيرية بإستخدام محاليل العامل المخلبي GLDA فإن التفاعل الكيميائي بين الصخور و العامل المخلبي أدى إلى إنتاج كميات كبيرة من غاز ثاني أكسيد الكروبون و إلتي ظهرت بصور واضحة في العينات المنتجة من هذه التجارب، كما أن زيادة تركيز العامل المخلبي أدي إلى زيادة كمية الغاز المنتج. من خلال هذه التجارب وجد أن أفضل تركيز لكل من العاملين المخلبيين هو 3% لأنه يؤدي إلى زيادة إنتاج النفط بصورة فعالة جدا من غير تكوين ثقوب شديدة في الطبقات الصخرية و من غير زيادة كبيرة في تكاليف الإنتاج. كما وجد أن أفضل حقن تسلسلي هو بإستخدام تركيز 3% يتبعه 5% لأنه يؤدي إلى زيادة الإنتاج بصورة إقتصادية.