Evaluation of Novel Viscoelastic System as a Potential Chemical EOR method in Carbonate Reservoirs

Abstract

ملخص الرسالة الاسم الكامل: مظهر صاحب ازاد عنوان الرسالة: دراسة تقيمية لمواد ذات اللزوجة المرنة كطريقة كيميائية محتملة لتحسين استخلاص النفط من الصخور الكربونية التخصص: هندسة البترول تاريخ الدرجة العلمية: نوفمبر 2014 تتميز مكامن الصخورالكربونية التي تحتوي على 60 % من احتياطيات البترول والغاز بنفاذية منخفضة، و تركيز عالي للايونات ثنائية التكافؤ، و درجة حرارة و ملوحة عاليتين. ويعتبر تحسين استخلاص النفط كيميائيا في هذه الصخور احد التقينيات الواعدة التي حظيت باهتمام واسع نتيجة لارتفاع سعر النفط في السنوات الماضية. حيث أن الغمر بالمؤثر السطحي )السيرفاكتنت(، أو الغمر بالبوليمر، أو الغمر بالبوليمر و المؤثر سطحي ، أو الغمر بالمؤثر السطحي و القلوي و البوليمر معاً وهذه هي اشهر خيارات التحسين الكيميائي للاستخلاص. حيث أن الغمر بالمؤثر السطحي قد يؤدي الى كفاءة أقل عندما ينتقل المؤثر السطحي المحقون ذو اللزوجة المنخفضة في قنوات الصخور الكربونية دون مسامات الصخر ذاته. وكذلك الغمر بالبوليمر قد يؤدي الى كفاءة ازاحة اقل في مكامن الكربونات ذات النفاذية المنخفضة و ذلك نتيجة لعدم قدرة كتلة البوليمر من الدخول في الاجزاء قليلة النفاذية في مكامن الكربونات نسبة لكبر قطرها الهيدروداينميكي. كما أن الغمر بالبوليمر ليس له القدرة على تحريك النفط ذو اللزوجة العالية. وعند النظر الى الغمر الثلاثي باستخدام البوليمر و المؤثر سطحي و المؤثر القلوي فان هذا المزيج عرضة لانفصال الكتل الكروموتوغرافي مما قد يؤدي الى عدم فعالية عملية الاستخلاص. بالاضافة الى ذلك، فان المؤثر السطحي و البوليمر التقليديين لديهما حساسية عالية للملوحة و الحراة العاليتين الموجودة في مكامن الصخور الكربونية. لذلك تعتبر مقاومة المائع المرن اللزج ) viscoelastic  VES ( للحرارة و الملوحة العاليتين، و التركيز العالي للايونات ثنائية التكافؤ و قدرته على توفير كفاءة ازاحة و احلال عن طريق طبيعته المرنة اللزجة التي تتناوب بين الحالتين حسب الضروف الخاجية المحيطة. لذلك تم في هذه الدراسة اختيار قدرة استخلاص النفط لثلاث مؤثرات سطحية مرنة لزجة ) VES ) في مياة تحت نسبة ملوحة عالية تصل الى 57.000 جزء من المليون. وبعد الاختبارات الاولية تم أختيار المادة الامثل XXVI من الثلاث لاجراء دراسات اضافية. حيث تم قياس تاثير التركيز ودرجات الحرارة على اللزوجة و التوتر السطحي للمؤثر السطحي المرن اللزج الافضل. كما أن قدرة المؤثر السطحي المرن اللزج على مكافحة ملوحة المياه الطبقية في المناطق التي لم يتم غمرها جيدا و المناطق ذات النفاذية العالية في مكامن الكربونات تم تحليلها بالدراسة الريولوجية. كما تمت دراسة تركيبات مختلفة للمؤثر السطحي المرن اللزج مع السيرفاكتنت (S/VES) ، و البوليمر (VES/P) لاختبارنسبة اللزوجة الى التوتر السطحي فيها، ومن ثم اختيار التركيبة الامثل التي تم تعريضها لاختبارات الاستقرار الحراري، و الغمر، و اختبارات الامتصاص الساكن. وتم التوصل الى تحسين الخواص الحرارية للمؤثر السطحي المرن اللزج بدمج المؤثر السطحي المرن اللزج مع عامل تخفيض (VES/R) . وبالنظر الى السمات الريولوجية للمؤثر السطحي المرن اللزج الافضل بين المواد الثلاث التي تمت دراستها توحي بقدرة هذه المواد على التغلب على التعقيدات والشقوق في مكامن الصخور الكربونية و ايضا افضليتها على البوليمر كعامل تحكم بالحركية. تفوق المؤثر السطحي المرن اللزج ) VES ( على المؤثر السطحي مع السيرفاكتنت (S/VES) ، و المؤثر السطحي المرن اللزج مع البوليمر (VES/P) عندما تم استخدام 1.5 الحجم الفراغي للمؤثرات السطحية المرنة اللزجة في اختبار غمر العينات حيث انخفض نسبة النفط المتبقي الى 23 %. من المعروف أن المؤثر السطحي المرن المختبر يكون مائع يحتوي على مذيلات دودية الشكل ) (wormlike micelles في حالة الملوحة العالية، درجة الحرارة المتوسطة و مما يساعد على رفع اللزوجة وهي نتيجة ايجابية لعمليات الحقن في المكامن الكربونات المتشققة. كما أن امكانية تطبيق استخدام المؤثرات السطحية المرنة اللزجة في المكامن عالية الحرارة يمكن ان يتحسن بمنع التراجع الحراري طويل المدى باستخدام عامل تخفيض ) VES/R (. ومن حيث قدرة المؤثر السطحي المرن اللزج و المستفر حراريا لاستخلاص النفط الثقيل من المكامن ذات السمك القليل، تمت دراسة نمذجة تحاكي المكامن النفطية الثقيلة بوجود مياه ساخنة، حيث اظهرت النتائج نسبة انتاج أعلى. حيث أن دراسات النمذجة بناء على مبدا تحكم الحركية المزدوج تشير الى ان المؤثر السطحي المرن اللزج المستقر حراريا و الذي يشكل نظام تحسين استخلاص نفطي هجين مع الماء الساخن يمكن ان يفتح وجهات نظر جديدة للنفط الثقيل في المكامن ذات السماكة المنخفضة التي يفشل فيها الغمر بالبخار او البوليمر التقليديين.