مطالعه آزمايشگاهي و مدلسازي اثر دبي تزريق نفت بر پديده نشست آسفالتين در مغزه كربناته

An Experimental and Modeling Investigation of Oil-injected Flow Rate on Asphaltene Deposition in Carbonate Core Sample

آسفالتين سنگين‌ترين جز نفت خام مي‌باشد كه در حالت عادي در آن به صورت پايدار حل شده و در صورت تغيير شرايط ترموديناميكي و هيدروديناميكي، از نفت جدا مي‌شود و در مخزن، نزديكي دهانه چاه، ستون چاه، خطوط لوله انتقال نفت و يا تسهيلات سطح‌الارضي رسوب مي‌كند. تاكنون كارهاي فراواني برروي شناخت ساختار، خصوصيات فيزيكي و شيميايي آسفالتين انجام شده است. اما در بحث رفتار هيدروديناميكي و مكانيزم ته نشين شدن آسفالتين در محيط متخلخل كارهاي اندكي انجام شده است. هدف از انجام اين كار تحقيقاتي، بررسي اثر دبي تزريق بر فرآيند ته‌نشين شدن آسفالتين در محيط متخلخل و مدل‌سازي پارامترهاي پديده نشست آسفالتين مي‌باشد. بدين منظور فرآيند سيلاب‌زني نفت در درون مغزه كربناته طبيعي در دبي‌هاي مختلف مورد بررسي قرار گرفت. با توجه به نتايج به دست آمده مي‌توان دريافت كه پديده نشست آسفالتين در شدت جريان كم در دو مرحله روي مي‌دهد. در مرحله اول با افزايش ميزان تزريق، كاهش تراوايي ناشي از نشست آسفالتين افزايش مي‌يابد. سپس تراوايي تقريباً ثابت مي‌شود كه اين امر بيان‌گر برابري ميزان نشست آسفالتين و ميزان برداشته شدن از روي سطح متخلخل مي‌باشد. همچنين نتايج در دبي بالاتر نشان مي‌دهد كه در ابتدا تراوايي كاهش يافته و به يك مقدار كمينه مي‌رسد. پس از آن تراوايي در اثر مكانيزم همراه بردگي بهبود يافته و سپس ثابت مي‌شود. جهت تجزيه و تحليل اثرات پارامترهاي مختلف، مكانيزيم‌هاي پديده نشست آسفالتين مانند مكانيزم نشست سطحي و همراه بردگي و آناليز حساسيت در مدل هيدروديناميكي انجام شد. آناليز حساسيت نشان مي‌دهد كه با افزايش ضريب مكانيزم نشست سطحي و گرفتگي مكانيكي، تراوايي سنگ كم و با افزايش ضريب مكانيزم همراه بردگي تراوايي سنگ مخزن افزايش مي‌يابد.

Aasphaltene consists of heavy hydrocarbon molecules which are in colloidal suspension in the oil and stabilized by resins adsorbed on their surface. A very few works currently exist on asphaltene deposition under dynamic conditions using porous media. In this work, experimental and modeling studies were conducted to determine the effect of asphaltene deposition on the reduction of the permeability of carbonate rock samples at different oil injection rates. The experimental results show that an increase in the injection flow rate can result in an increase in asphaltene deposition and thereby permeability reduction. Also, it can be observed that at a lower injection flow rate, a monotonic decrease in the permeability of the rock samples can be attained upon increasing the injection flow rate, while at higher injection rates after a decrease in rock permeability, an increasing trend is observed before a steady state condition can be reached. Sensitivity analysis was done to understand the effects of some parameters such as surface deposition rate coefficient and entrainment rate coefficient on asphaltene deposition. It can be found that the reduction of permeability decreases by increasing B. Finally, it can be concluded that reduction of permeability increases as surface deposition rate coefficient rises.