پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > مهندسی مکانیک > مقطع دکتری > سال 1399
پدیدآورندگان:
سید محمد حسین رضوی [پدیدآور اصلی]، محمد محسن شاه مردان[استاد راهنما]، محمود نوروزی[استاد مشاور]، محسن نظری[استاد مشاور]
چکیده:
چکیده
فشار اولیه یک مخزن هیدروکربوری، فقط برای تولید کسر کوچکی از نفت آن کافی است. روش رایج جهت جلوگیری از کاهش تولید نفت، تزریق آب، گاز و یا دیگر سیالات به درون مخزن به منظور حفظ فشار و جابجایی سیال آن است. اما راندمان این روشها به دلایل مختلف از جمله پدیده انگشتی لزج محدود باقی مانده است. از راهکارهای نوین در رفع این چالش، استفاده از فوم میباشد. تزریق فوم، موجب جابجایی یکنواخت سیال بستر شده و از ایجاد پدیده انگشتی لزج جلوگیری میکند؛ اما حفظ پایداری آن در مواجه با فاز نفتی، چالش اساسی آن در فرآیندهای افزایش بازیافت نفت است.
لذا با توجه به اهمیت طول عمر فوم در فرایند جابجایی فاز نفتی، در این پژوهش عوامل موثر بر پایداری آن به صورت آزمایشگاهی تحقیق شده است. بدین جهت با ساخت بسترهای مختلف آزمایشگاهی، اثر تغییر مشخصات سورفاکتانت و فاز نفتی بر پایداری فوم در هر دو مقیاس انباشته و حباب تحقیق شده است. علاوه بر آن، به طور ویژه در این تحقیق با مطالعه بصری جبهه حرکتی فوم در خلال جابجایی سیال بستر (آب و نفت)، حفظ پایداری دینامیکی فوم در تماس با فاز نفتی به صورت کمی و کیفی بررسی شده و میزان کارایی آن در کنترل پدیده انگشتی لزج مورد بحث قرار گرفته است. پایداری فوم در آزمایشهای مقیاس انباشته، با اندازه گیری تغییر ارتفاع انواع فوم درون ستون کروماتوگرافی مطالعه شده است؛ اما این آزمایشها در مقیاس حباب و مطالعات جبهه حرکتی آن در خلال جابجایی سیال بستر، درون سلول هلشاو صورت گرفته است. سیر تحولات فوم و حبابهای آن، با پردازش تصاویر ثبت شده توسط دوربین، به صورت کمی و کیفی مطالعه شده است.
نتایج نشان میدهد که نوع ماده سورفاکتانت اثر قابل توجهی در پایداری حبابهای فوم دارد. در ابتدا فومهای سدیم دودسیل سولفات (اسدیاس) و کوکامیدپروپیل هایدروکسی سولتین (سیایپیبی) به ترتیب بیشترین پایداری را در حضور و عدم حضور نفت نشان دادند. اما با ترکیب 1:1 آنها، پایداری فوم به میزان قابل ملاحظهای افزایش یافت. مدت زمان نیمه فروپاشی فوم جدید (سیایپیبیاسدیاس) در غیاب فاز نفتی در مقایسه با فوم سیایپیبی، در مقیاس انباشته و حباب به ترتیب 33% و 122% افزایش نشان میدهد. اگرچه در حضور فاز نفتی، پایداری تمامی فومها کاهش یافته است؛ اما فوم سیایپیبیاسدیاس بهترین مقاومت را داشته و مدت زمان نیمه فروپاشی آن در مقایسه با فوم اسدیاس، 71% بهبود نشان میدهد. به علاوه، مقایسه این نتایج با نظریه کلاسیک موجود، نشان دهنده ناتوانی نظریه کلاسیک در پیشگویی مقدار و مرتبه پایداری فومها است.
در آزمایشهای جاروب بستر اشباع شده از آب، استفاده از فوم در مقایسه با تزریق گاز خالص (هوا)، موجب بهبود جبهه جابجایی و جلوگیری از ایجاد پدیده انگشتی شده و راندمان جاروبی را در حدود 30% افزایش میدهد. اما نتایج آزمایشهای جاروب فاز نفتی، اثبات کننده اثر مخرب آن بر تشکیل جبهه پایدار فوم است. علیرغم تحمل ناپایداری شدید حبابهای فوم در مواجه با فاز نفتی، این روش قادر است تمامی سیال بستر را بر خلاف روش تزریق گاز بازیافت کند. همچنین در تفاوتی آشکار با روش تزریق گاز، در روش تزریق فوم راندمان جاروب نفت با افزایش نسبت ویسکوزیته دو سیال افزایش یافته است. زیرا هرچند افزایش نسبت ویسکوزیته، موجب تشدید ناپایداری انگشتی لزج میگردد، اما به دلیل کاهش اثرات مخرب فاز نفتی بر پایداری فوم در لزجتهای بالاتر فاز نفتی، پایداری جبهه جابجایی و میزان بازیافت آن افزایش یافته است.
نتایج این تحقیق نشان دهنده کارایی چشم گیری فوم در افزایش بازیافت نفت است، اما میزان موفقیت آن به طور قابل توجه وابسته به جنس ماده سورفاکتانت و نوع فاز نفتی است، به طوریکه با افزایش ویسکوزیته فاز نفتی، میزان موفقیت آن افزایش یافته است.
کلید واژه ها (نمایه ها):
#کلمات کلیدی پایداری فوم؛ برداشت نفت؛ مطالعه آزمایشگاهی؛ سورفاکتانت؛ جبهه حرکتی
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود
یادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده: