مطالعه امکان‌سنجی کنترل آسیب آسفالتین در سازند کربناته کم‌تراوا با سنتز در جای نانوذرات اکسید آهن

جذب و ته‌نشست آسفالتین بر سطح منافذ سنگ مخزن موجب تغییر خواص سنگ از جمله تراوایی، تخلخل و ترشوندگی و در نتیجه، آسیب سازند می‌شود. نانوذرات دارای پتانسیل لازم برای جذب و ممانعت از تشکیل رسوب آسفالتین هستند. در این تحقیق، نانوذرات به‌صورت درجا در نفت سنتز شد و امکان‌سنجی کنترل آسیب آسفالتین در مغزه‌های کربناته کم‌تراوا در حضور این نانوذرات بررسی گردید. بدین منظور، ابتدا نفت مدل از انحلال نفت مرده در مخلوط تولوئن/ گازوئیل تهیه شد و سپس امولسیون‌های پایدار محلول آبی نمک نیترات آهن در نفت مدل ساخته شد. این امولسیون‌ها در دمای مخزن و فشارهای مختلف قرار گرفتند تا نانوذرات به‌صورت درجا سنتز ‌شوند. ساختار کریستالی، توزیع اندازه و ریخت‌شناسی این نانوذرات خودسنتزشو و همچنین، ظرفیت جذب مواد هیدروکربنی بر سطح آنها بررسی شد. نهایتاً دو مغزه کربناته کم‌تراوا با اندیس زون جریانی مشابه انتخاب شد و با انجام آزمایش سیلاب‌زنی مغزه‌ها و ثبت تغییرات تراوایی موثر هیدروکربنی، اثرات نانوذرات سنتزی بر کنترل آسیب سازند بررسی گردید. در آزمایش سیلاب‌زنی، یکی از مغزه‌ها‌ با نفت مدل و مغزه دوم با امولسیون آب نمک نیترات آهن در نفت مدل اشباع شدند و القاء آسیب آسفالتین با تزریق نرمال هگزان انجام شد. تغییرات تراوایی موثر سیکلوهگزان قبل و بعد از القاء آسیب به‌عنوان معیاری از شدت آسیب سازند ثبت گردید. نتایج آنالیزهای xrd و fesem به‌ترتیب نشان از ساختار کریستالی نانوذرات سنتزی و متوسط اندازه nm 65 دارند که از قطر منافذ موثر مغزه‌ها کوچک‌تر است. آزمایش‌های سیلاب‌زنی نشان می‌دهند که با افزایش افت فشار تخلیه، که با دبی تزریق/ تولید بالا همراه است، هرچند میزان کاهش تراوایی ناچیز است ولی سنتز در جای نانوذرات در کنترل آسیب سازند موثر است. اما در دبی تزریق/ تولید پایین، سنتز در جای نانوذرات می‌تواند از طریق به تله افتادگی قطرات آبی باعث کاهش هرچه بیشتر تراوایی موثر فاز هیدروکربنی گردد.

Feasibility Study of Asphaltene Damage Control in Lowperm Carbonates by InSitu Synthesis of Fe2O3 Nanoparticles

Asphaltene precipitation/deposition in reservoir formation has detrimental influences on the oil production. The stability of w/o emulsions, the high viscosity of oil, and unfavorably changing the reservoir rock properties are induced in part by the asphaltene instability. Nanoparticles exhibit acceptable capacities for the adsorption and control of the precipitation of asphaltene. In this study, insitu synthesis of iron oxide nanoparticles in reservoir oils has been followed to evaluate the effects of the thusprepared nanoparticles on the control of asphaltene damage in tight carbonate core plugs. Model oil has been prepared by dissolving dead oil in a toluene/gasoil mixture. Following the preparation of stable emulsions of precursor iron salt aqueous solution in the model oil, Fe2O3 nanoparticles have been synthesized at a typical reservoir temperature and highenough pressure in an autoclave. Two series of coreflooding experiments have been performed by the injection of nC6 and monitoring the hydrocarbon effective permeability before and after the damage. Two core plugs with the same flow zone index have been selected, one of which has been saturated with the model oil and the other with the emulsion, and the asphaltene damage has been induced by the core flooding test. The results of XRD and FESEM have indicated the crystalline structure and the mean particle size of 65 nm for the insitu prepared nanoparticles, much smaller than the pore/throat sizes of the plugs. It is found out that the nanoparticles are effective in the control of the asphaltene damage at high injection/production flowrates. However, at low drawdown or injection/production flowrates, the insitu synthesis procedure leads to a higher drop in the hydrocarbon effective permeability when compared to that observed during the displacement of the virgin model oil. Finally, this may be ascribed to the trapping of aqueous droplets in porethroats, resulting in a significant reduction in the hydrocarbon permeability by the phase trapping.