مطالعه‌ سازوکار‌های موثر بر بازیافت نفت در فرآیند تزریق متناوب پلیمر و گاز کربن‌دی‌اکسید با استفاده از میکرومدل

استفاده از روش تزریق متناوب پلیمر و گاز کربن‌دی‌اکسید در مخازن نفت سنگین می تواند باعث افزایش بازیافت نفت شود. در این روش، بازده جابه‌جایی میکروسکوپی با حضور گاز بهبود می‌یابد و بازده جاروبی ماکروسکوپی توسط پلیمر بهبود می‌یابد و مجموع این دو اثر باعث عملکرد بهتر این روش می‌شود. در این مطالعه، سازوکار‌های تولید نفت در فرآیند تزریق متناوب پلیمر و گاز کربن‌دی‌اکسید با استفاده از میکرومدل شیشه‌ای بررسی شده است. میکرومدل دوبعدی آب‌دوست با الگوی تولیدیتزریقی مورب برای تجسم حفرات در طول آزمایش‌های جریان استفاده شد که توسط یک دوربین با وضوح بالا به منظور ضبط رخدادهای میکروسکوپی در هنگام جابه‌جایی نفت گرانرو تجهیز گردید. یک نفت مدل پارافینی با ویسکوزیته pa.s 0.028 برای شبیه‌سازی شرایط مخزن نفت گرانرو، و پلی آکریل آمید جزئی هیدرولیز شده با غلظت ppm 1500 برای کنترل تحرک فاز آبی استفاده شد. در ابتدا میکرومدل به ترتیب با تزریق آب شور تا رسیدن به اشباع صد در صدی آب و سپس با تزریق نفت تا رسیدن به اشباع آب کاهش نیافتنی اشباع گردید. سپس برای بررسی جریان‌های سه فازی بازیافت نفت باقی‌مانده، چرخه‌های متناوب پلیمر و گاز در دو نسبت پلیمر به گاز 1:1 و 2:1 تزریق شد. در این پژوهش، رخدادهای میکروسکوپی موثر در جابه‌جایی نفت گرانرو در طی فرآیند تزریق متناوب پلیمر و گاز کربن‌دی‌اکسید بررسی شد که منجر به شناسایی چندین سازوکار موثر در بازیافت نفت از طریق بهبود جریان بین منافذ دور زده شده و سیال تزریقی گردید. تشکیل خوشه‌های متحرک گاز و الاستیسیته پلیمر منجر به بازیابی افزایشی نفت شد. خوشه‌ گازی متحرک، دو پدیده آشام دوتایی و تخلیه دوتایی را در مقیاس منافذ ایجاد نمود. جاروب حفره به حفره نفت توسط محلول پلیمر، تشکیل رشته‌های پلیمری پیوسته و ناپیوسته، وجود حباب‌ها و خوشه‌های گازی متحرک از دیگر سازوکار‌های شناسایی شده برای بازیابی افزایشی نفت در این فرآیند هستند. بررسی ماکروسکوپی و کمی آزمایش‌ها نشان دهنده‌ بهبود بازده جاروب حجمی نفت گرانرو در اثر تزریق متناوب پلیمر و گاز می‌باشد. بازیافت نهایی نفت حاصل از این روش در دو نسبت 1:1 و 2:1 به ترتیب 76 و 73% بود که نشان‌دهنده‌ی عملکرد بهتر نسبت پلیمر به گاز 1:1 می‌باشد. نتایج بیانگر عملکرد خوب این روش در مقیاس آزمایشگاهی است و این روش از پتانسیل خوبی برای ازدیاد برداشت نفت برخوردار است.

Study of Mechanisms Affecting the Heavy Oil Recovery in the Polymer Alternating CO2 Injection using Micromodel

In gas injection processes, due to a large viscosity contrast, sweep efficiency is incomplete and large volume of oil is left behind in the reservoir. Polymer alternating CO2 gas (CO2PAG) injection can be used to improve sweep efficiency and increase oil recovery. This method benefits form an improved microscopic displacement with the injection of gas, and an enhanced macroscopic sweep efficiency with the injection of polymer. To the best of our knowledge, this method has not been studied in the micr scale. The purpose of this study is to investigate the mechanisms of oil production in the CO2PAG injection process using glass micromodels. Twodimensional waterwet micromodel with a diagonal injectionproduction pattern was utilized to visualize the porescale oil recovery mechanisms. The micromodel was well equipped with a high resolution camera to capture microscopic phenomena during the oil displacement. A paraffinic model oil with a viscosity of 0.028 Pa.s was used as the representative of viscous crude oil. Moreover, partially hydrolyzed polyacrylamide with a concentration of 1500 ppm was used to control the mobility of the aqueous phase. Initially, the micromodel was saturated with saline water i.e., fully saturation, then oil was injected to achieve an irreducible water saturation. Afterwards, to investigate the EOR potential of CO2PAG, the alternate cycles of gas and polymer were injected at two PAG ratios of 1:1 and 2:1. Microscopic phenomena affecting oil displacement during the process of CO2PAG injection were investigated. Therefore, it was possible to identify several effective mechanisms that improve oil recovery. Results show that both the formation of mobile gas clusters and polymer elasticity increased oil recovery. Mobile gas clusters caused double drainage and imbibition in the micromodel system. A pore to pore oil displacement by polymer solution, the formation of continuous and discontinuous polymer strings, the existence of mobile blobs and gas clusters were observed and identified during the CO2PAG injection process. Results confirmed that an improvement in the volumetric sweep efficiency was achieved by the CO2PAG injection. In 1: 1 PAG ratio, a higher volume sweep efficiency was obtained.