بررسی آزمایشگاهی تاثیر ساز و کار ریزش ثقلی بر الگوی ‌نشست آسفالتین در محیط متخلخل در فرآیند تزریق امتزاجی

میزان کاهش تراوایی سازند در اثر ته‌نشست آسفالتین به الگوی ته‌نشست آسفالتین وابسته است. در این تحقیق از میکرومدل شیشه‌ای برای مشاهده و بررسی الگوی ته‌نشست آسفالتین در اثر تزریق نرمال هگزان برای جابجایی نفت مدل استفاده شد. غلظت آسفالتین و رزین، چگالی و گرانروی نفت مدل طوری تنظیم شد که نه تنها خصوصیات نفت مخزن را شبیه‌سازی نماید بلکه نسبت گرانروی و نسبت چگالی سیال تزریق به سیال درجا بتواند قابلیت مطالعه اثرات نیروی ویسکوز و نیروی گرانش بر الگوی نشست آسفالتین را فراهم نماید. اندازه گلوگاه‌ها و حفرات محیط متخلخل میکرومدل شیشه‌ای به‌ترتیب 80 و μ 160 تنظیم گردید. تزریق با دبی ml/h 0.04 انجام شد که عدد رینولدز جریان بیانگر جریان کاملاً لایه‌ای در محیط مخزنی و دور از چاه‌های تزریقی و تولیدی است. نتایج نشان می‌دهند که علاوه‌بر نشست بر سطح و انسداد گلوگاه، تشکیل فیلتر داخلی نیز از ساز و کار‌های اصلی نشست آسفالتین در محیط متخلخل است. در تزریق امتزاجی قبل از زمان رسوخ با غالب بودن نیروی ویسکوز نشست آسفالتین قابل‌توجه نیست. همچنین علاوه‌بر نفوذ مولکولی در سطح تماس هگزاننفت، پراکندگی مولکولی باعث تشدید رسوب و افزایش آهنگ نشست آسفالتین می‌شود. به منظور مطالعه اثرات پایداری ثقلی جریان و همچنین نیروی گرانش بر الگوی نشست آسفالتین، تزریق در دبی ثابت با قرار دادن میکرومدل شیشه‌ای در زوایای 0، 10 و °20 نسبت به افق و در راستای جریان نیز انجام شد. نیروی گرانش منجر به کاهش 70.5 و 82.3 % حجم ته‌نشست آسفالتین به‌ترتیب در زوایای 10 و °20 در مقایسه با تزریق افقی می‌شود. بنابراین وجود نیروی گرانش در صورت پایداری ثقلی جریان نه تنها نواحی در دسترس برای نفوذ مولکولی و هم‌چنین پراکندگی را کمتر کرده و میزان ته‌نشست آسفالتین را کاهش می‌دهد بلکه با تقویت نیروی ویسکوز منجر به جابجایی کلوخه‌های آسفالتین و کاهش احتمال ته‌نشست آنها می‌گردد.

Effects of Gravity Drainage Mechanism on Asphaltene Deposition Pattern in Porous Media during Miscible Displacement

Asphaltene deposition in porous media during miscible injection, as an enhanced oil recovery method, results in permeability impairment and thus formation damage. The degree of the permeability reduction due to asphaltene deposition is a function of the asphaltene deposition pattern. In this study, the effects of viscous and gravitational forces on the deposition pattern of asphaltene during miscible displacement of oil in a glass micromodel were studied. Dead oil was dissolved in a toluene/gasoil mixture to prepare model oil. A homogeneous micromodel with the pore and throat sizes of 160 and 80 μm, respectively, was prepared and employed for the miscible displacement of the model oil by normal hexane at the injection flow rate of 0.04 mL/h. The flow rate leads to a very low Reynolds number which is a characteristic of laminar flow in the porous media. To shed light on the contribution of the gravitational force to the deposit amount and deposition pattern, the displacement tests were conducted at the dip angles of 0, 10, and 20 degree in the injection direction. It is found that the deposition mechanism of asphaltene is divided into three main categories of deposition on surface, pore throat blocking, and internal filter formation. The deposition mechanism and thus deposition pattern of asphaltene depend on whether the viscous or diffusion/dispersion force is the dominant force in the porous media. The breakthrough time and thus the oil recovery factor is improved in the tilted displacements. In addition, in comparison to horizontal flow, the deposit amount of the asphaltene is decreased by 70.5 and 82.3% at the dip angles of 10 and 20 degree, respectively. Diffusion/dispersion increases the deposit amount of asphaltene, leading to a harsh damage. However, the viscous force may either strengthen or weaken the asphaltene deposition.