مطالعه عددی تزریق آب با شوری پایین به منظور افزایش برداشت نفت در مخازن ماسه سنگی از طریق کوپل معادلات جریان سیال با واکنش‌های ژئوشیمیایی تبادل یونی و انحلال کلسیت

Abstract

تزریق آب با شوری پایین یکی از روش‌های جدید ازدیاد برداشت نفت است که اخیراً موردتوجه زیادی قرارگرفته است. تغییر ترشوندگی سنگ به سمت حالت آب‌دوستی به‌واسطه تبادل یونی بین آب با شوری پایین و سطح سنگ یکی از مکانیسم‌های غالب در افزایش برداشت نفت در این روش است. این مقاله به بررسی عمل‌کرد تزریق آب با شوری پایین در شرایط یک مخزن ماسه‌سنگی می‌پردازد که در آن چگونگی تغییرات ترشوندگی سنگ از طریق کوپل کردن واکنش‌های ژئوشیمیایی بین آب- سنگ و معادلات جریان سیال در حالت دوفازی مطالعه ‌شد. کسر معادل یونی سدیم به‌عنوان شاخص تغییر ترشوندگی معرفی ‌شد که شامل اثرات تبادل یونی و خواص رس بر روی توابع تراوایی نسبی آب/نفت می‌باشد. همچنین تأثیر انحلال کانی کلسیت به‌واسطه اندرکنش آن با آب با شوری پایین از طریق توصیف واکنش‌های ژئوشیمیایی مربوطه بررسی ‌شد. نتایج نشان می‌دهد که تفاوت شوری آب تزریقی و آب سازندی باعث رخداد واکنش‌های تبادل یونی بین آب و سطح سنگ می‌شود. همچنین انحلال کلسیت نرخ واکنش‌های تبادل یونی را افزایش داده و بدین ترتیب باعث تغییر ترشوندگی سنگ به سمت آب‌دوستی بیش‌تر می‌شود. نتایج نشان داد که حضور CO2 محلول در فاز آبی مخزن، انحلال کانی کلسیت را افزایش می‌دهد. بااین‌حال بررسی نتایج نشان می‌دهد که رخداد واکنش‌های ژئوشیمیایی تبادل یونی و انحلال کلسیت در فواصل دورتر از چاه تزریقی به مقدار کمتری رخ می‌دهد. نتایج حاصله از این مطالعه همچنین بیانگر افزایش 8 درصدی تولید نفت به‌واسطه تزریق آب با شوری پایین در مقایسه با تزریق آب با شوری بالا می‌باشد.