مشخصه‌سازی تأثیرگذاری برهمکنش‌های سنگ/سیال و سیال/سیال در موفقیت تزریق آب‌کم شور: شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی در مقیاس حفره

Abstract

تزریق آب کم‌شور یکی از روش‌های نوین ازدیاد برداشت می‌باشد که سازگار با محیط زیست و از لحاظ اقتصادی به صرفه است. با وجود مطالعات فراوان در این زمینه در دو دهه اخیر، میزان تأثیرگذاری ساز و کار‌های سیال/سیال و سنگ/سیال در مقدار بازیافت نفت در سیلاب‌زنی با آب کم‌شور به خوبی مشخص نشده است. همچنین، شرایط مخزنی و میدانی همچون ترشوندگی اولیه مخزن، هیسترسیس و تأثیر توالی تزریق به ندرت و به صورت موردی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. بنابراین، مطالعه حال حاضر با استفاده روش دینامیک سیالات محاسباتی در ابتدا تأثیر ترشوندگی اولیه و هیسترسیس را بر حرکت شورآب در یک شبکه متخلخل بررسی می‌کند. سپس، سهم‌ساز و کار‌های تغییر ترشوندگی و کاهش کشش بین سطحی را بر بازیافت نهایی نفت در تزریق ثالثیه آب تحلیل می‌کند. طبق نتایج، هرچه میزان ترشوندگی اولیه به سمت آب‌دوستی برود (با مقدار بهینه °30)، آب کم‌شور قادر است ناحیه بیشتری از فضای متخلخل را جاروب کند. لذا، افزایش نفت‌دوستی سیستم منجر به کاهش بازدهی تزریق آب کم‌شور خواهد شد. همچنین، وجود هیسترسیس منجر می‌شود در سیستمهای مورد مطالعه، در همه حالات نهایی ترشوندگی تزریق ثانویه نسبت به تزریق ثالثیه دارای برتری باشد. تفاوت تزریق ثانویه و ثالثیه در زاویه تماس نهایی حدود ° 60 به بیشترین مقدار خود رسیده است. به منظور بررسی سهم ساز و کار کاهش کشش بین سطحی آب/نفت و تغییر ترشوندگی، تزریق ثالثیه آب کم‌شور پس از تزریق ثانویه آب پرشور در سه شوری نرمالیزه (نسبت به آب پرشور) 7/0، 1/0 و 01/0  انجام شد. در نبود ساز و کار‌های سیال/سیال، کاهش شوری منجر به بهبود تولید نفت خواهد شد. در غیاب ساز و کار‌های سنگ/سیال، بهترین حالت برای روند تغییرات کشش بین سطحی با شوری، روند سهموی (نه کاهش کشش بین سطحی با کاهش شوری) می‌باشد. در نهایت، این مطالعه نشان می‌دهد که ساز و کار‌های سنگ/سیال و سیال/سیال فارغ از روند تغییرات کشش بین سطحی، دارای هم‌افزایی می‌باشند. تأثیر کشش بین سطحی به تنهایی بر بهبود بازیافت نفت یک مرتبه (ده برابر) کمتر از تأثیر تغییر ترشوندگی می‌باشد. با این حال، بر اساس اثر هم‌افزایی، فعل و انفعالات همزمان این دو ساز و کار به صورت معنی‌داری بیشتر از هر ساز و کارساز و کار به صورت جداگانه است