مطالعه آزمايشگاهي كاهش نفوذپذيري به‌واسطه پديده تبخير در فرآيند ذخيره‌سازي گاز

An Experimental Investigation of Permeability Reduction by Water Vaporization Process Associated with Gas Storage Process

كاهش نفوذپذيري سنگ مخزن يكي از مشكلاتي است كه در فرآيند تزريق و يا توليد گاز ايجاد مي‌شود. پديده‌هاي زيادي در فرآيند تزريق گاز مخصوصاً در فرآيند ذخيره‌سازي گاز در مخازن وجود دارد كه مشكلاتي را مي‌تواند به همراه داشته باشد. در اين بررسي پديده تبخير آب و تغييرات تزريق‌پذيري و توليد‌پذيري مورد نظر مي‌باشد. به عبارت ديگر پديده تبخير در مبحث تزريق گاز به منظور ذخيره‌سازي توجه قرار گرفته است. نكته قابل توجه در اين بين، تقابل دو پارامتر كاهش اشباعيت آب از يك طرف و كاهش نفوذپذيري سنگ مخزن به‌واسطه تشكيل رسوبات نمك مي‌باشد. كاهش اشباعيت آب، بهبود نفوذپذيري نسبي گاز را به همراه خواهد داشت و تشكيل رسوبات نمك، كاهش نفوذپذيري نسبي گاز را باعث مي‌شود. نتايج نشان مي‌دهد كه در نهايت نفوذپذيري سنگ‌هاي با تراوايي بالا در پايان فرآيند بهبود يافته و نفوذپذيري سنگ‌هاي با تراوايي پايين، كاهش مي‌يابد. بنابراين هرچند در فرآيند تزريق گاز، آسيب‌ديدگي به‌دليل تشكيل رسوب نمك مشاهده مي‌گردد، اما در نهايت مي‌توان گفت كه به‌دليل تغيير در ساختار محيط متخلخل براي محيط‌هاي مختلف مخزن، تاثير يكساني بر روي شرايط نهايي نداشته و ممكن است نسبت به حالت اوليه افزايش و يا كاهش را به همراه داشته باشد. اندازه كريستال‌هاي نمك نسبت به اندازه حفرات از جمله عواملي است كه مي‌توانند مستقيماً در گرفتگي حفرات نقش داشته باشد كه اين اثر را مي‌توان در تغييرات نفوذپذيري نسبي مشاهده نمود. بنابراين پديده تبخير مي‌تواند اثرات متفاوتي از خود به همراه داشته باشد كه اين اثرات به ساختار حفرات بستگي خواهد داشت، لذا انجام تست‌هاي تزريق براي هر محيط و هر شرايط ضروري است.

Water vaporization and its impact on the formation productivity and injectivity are important issues dealt with during gas injection into porous media. It is clear that there are many other issues associated with underground gas storage projects but water vaporization and its induced permeability impairment are particularly important issues during gas injection in the candidate reservoir in this work. This paper investigates water vaporization in a candidate reservoir for underground gas storage. It is important to encounter two parameters in this process, which are water saturation reduction and permeability reduction in reservoir rock sample to form salt precipitation. Water saturation reduction causes permeability improvement, but scale formation reduces permeability. According to the results, the medium with higher permeability experiences an improved injectivity during gas injection, while the medium with lower permeability experiences an impaired injectivity. It is worth mentioning that both media suffer from permeability impairment. Finally, injectivity and productivity changes caused by water vaporization differ from case to case depending on the porous medium characteristics and the properties of fluid within the porous medium. Therefore, independent experiments should be conducted for different systems, since there is no accurate formulation to predict the mentioned permeability impairments. Also, special experiments are necessary for different media which are related to pore structure.