بررسی آزمایشگاهی تاثیر پدیده مارانگونی دمایی در بازیافت نفت پسمانده

در این مطالعه اثر گرادیان تنش میان رویه ناشی از تغییر دما (پدیده مارانگونی گرمایی)، بر ازدیاد برداشت نفت به صورت ازمایشگاهی بررسی شد. نظر به تعداد کم مطالعه های انجام شده در این حوزه، برای شناخت و درک درست این مکانیسم در محیط متخلخل از میکرومدل شیشه‌ای استفاده شد. طراحی آزمایش‌ها با استفاده از آنالیز عددهای بدون بعد و بررسی نمودارهای تغییرات تنش میان‌رویه نسبت به دما و فشار به روشی انجام شد، که افزون بر نزدیک بودن شرایط آزمایش‌ها به شرایط محیط متخلخل در مخزن های نفتی و قابل مقایسه بودن آزمایش‌های گوناگون، جریان م ارانگونی نیز در بین مکانیسم‌های فعال دیگر قابل تمیز بوده و جریان غالب باشد. در این آزمایش‌ها گاز ‌کربن دی‌اکسید و متان به طور جداگانه و در دمای پایین، به میکرومدل اشباع از نفت در دمای بالا تزریق شدند تا با ایجاد شوک گرمایی لازم در سطح تماس گاز و نفت، باعث به وجود آمدن جریان همرفتی مارانگونی شوند. در پایان احتمال وقوع هر مکانیسم به طور جداگانه و به صورت کمی و کیفی بررسی شد. آزمایش‌های انجام شده، نشان می‌دهد که جریان همرفتی مارانگونی ناشی از تغییردما، تاثیر به‌ سزایی در بازیافت نفت داشته و می‌تواند با غلبه بر نیروی موئینه سبب ورود گاز به ماتریس‌های اشباع از  نفت پس‌مانده و تولید از آن‌ها شود. شدت این جریان متناسب با عدد مارانگونی می‌باشد. افزایش یا کاهش میزان بازیافت نسبت به آزمایش‌های هم‌دما، نشانگر نقش این مکانیسم درون محیط متخلخل است. بر اساس نتیجه های این مطالعه در نظر گرفتن وجود جریان مارانگونی در شرایط تزریق سیال به مخزن (به ویژه مخزن های کم فشار) می‌تواند دارای اهمیت باشد.

Experimental Investigation of Thermal Marangoni Effect on Bypassed Oil Recovery

In this paper, the effect of the InterFacial Tension (IFT) gradient caused by the temperature changes (BenardMarangoni phenomenon), as a new EOR method has been investigated. For a proper understanding and visualizing the mechanism, glass micromodels were used. Carbon dioxide and methane were injected into ndecane saturated micromodel. The gas injection was conducted in different pressure and temperature. The cold gas injection was compared with isotherm gas injection as the zero level of Marangoni flow. The presented results show the significant impact of thermal Marangoni convection on the recovery of bypassed oil and introduced BenardMarangoni convection as an important mechanism of oil recovery especially in lowpressure reservoirs.