شبيه‌سازي تزريق بهينه اسيدهاي قوي و ضعيف در مخازن كربناته، مطالعه موردي: اسيدكاري در دولايه هيدروكربوري مربوط به يكي از مخازن جنوب غرب ايران

Simulation of Weak and Strong Acids Injection into a Carbonate Formation: Case Study of Acidizing in Two Hydrocarbon Layers of an Oil Field, South-West of Iran

يكي از روش‌هاي افزايش تراوايي در نواحي آسيب‌ديده اطراف چاه، تزريق اسيدهاي مختلف است. ميزان بازده اين فرآيندها در مخازن كربناته، تا حد زيادي وابسته به ايجاد مسيرهايي كرمي‌شكل در محيط متخلخل است. شكل‌گيري اين مسيرهاي پرتراوا عمدتاً متأثر از دبي تزريق اسيد در سازند كربناته است، به شكلي كه وجود يك دبي بهينه تزريق همواره مورد تأييد مطالعات آزمايشگاهي گذشته بوده است. در اين پژوهش، فرآيند تزريق اسيدهاي ضعيف و قوي در يك چاه مربوط به يكي از مخازن جنوب ايران مورد بررسي قرار گرفته است و از نرم‌افزار Wellbook براي شبيه‌سازي اين فرآيندها استفاده شده است. در واقع نرخ‌هاي بهينه تزريق اسيدهاي مختلف به منظور دست‌يابي به كمترين مقدار ضريب پوسته در هنگام تزريق حجم‌هاي متفاوتي از محلول‌هاي اسيدي مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين دو سناريوي تزريق اسيد با استفاده از لوله مغزي سيار در هنگام اسيدكاري همزمان چند لايه توليدي، مورد مطالعه قرار گرفته است. نتايج حاصل از اين پژوهش نشان مي‌دهند كه امكان انجام فرآيند اسيدكاري به شكلي مؤثر در سازندهاي مورد بررسي وجود دارد. نرخ تزريق بهينه به‌دست آمده براي هيدروكلريك اسيد، نزديك به حداكثر دبي تزريقي قابل اعمال در سازند، بدون ايجاد شكست در آن است. همچنين نتايج شبيه‌سازي‌ها نشان مي‌دهند كه استفاده از فرميك اسيد به‌جاي استيك اسيد مي‌تواند منجر به‌دست‌يابي به ضريب پوسته منفي‌تري گردد. در سازند مورد بررسي، استفاده كردن از لوله مغزي سيار و جابه‌جايي اين لوله مغزي بين دو نقطه انتهايي و ابتدايي نواحي توليدي، دست‌يابي به يك فرآيند اسيدكاري يكنواخت‌تر و افزايش بهره‌وري در هر سه ناحيه مورد بررسي را تسهيل مي‌كند. همچنين نتايج شبيه‌سازي‌ها در سازندهاي مورد بررسي نشان مي‌دهد كه تزريق بهينه هيدروكلريك اسيد، فرميك اسيد و استيك اسيد، مي‌تواند به‌ترتيب منجر به افزايش نرخ توليد از bbl/day 300 به 544، 511 و bbl/day 441 گردد.

Injection of different acids is one of the methods that can improve the permeability of the damaged near-wellbore areas. The efficiency of the carbonate acidizing processes depends on the propagation of wormholes in porous media. Creation of these high permeable flow paths is mainly dependent on the flow rate of the injected acids, the composition of the system, and the structure of the porous media. Indeed, experimental studies have indicated that there are optimum injection rates for different acids in different systems. In this study, the injection of several acids into the damaged formations in an oilfield is simulated using the Well book software. The results of this study indicate that it is probable to implement an optimized acidizing operation in this well. The obtained optimum injection rate for HCl is slightly higher than the maximum injection rate that the carbonate layers can tolerate. In addition, the simulation results indicate that using formic acid instead of acetic acid helps to achieve a higher reduction of the skin factor. Moreover, using coiled tubing can contribute toward the uniform distribution of acid in different sections, which results in the increase in the productivity index in all production layers. According to the simulation results, injection of hydrochloric, acetic and formic acid in the determined optimized condition can result in the increase in the oil production rate from the primary value of 300 bbl/day to 544, 511, and 441 bbl/day respectively.