文摘
聚合物增加洪水过程的宏观效率,增加原油的复苏。3聚合物的粘度黄原胶、瓜尔胶和阿拉伯树胶在实验室测量和试验了三次采油的选择。黄原胶和瓜尔胶聚合物是以重量百分比为0.1,0.2,0.2,0.4,0.5,1,而阿拉伯胶是用0.4,0.5,1、5、10和15重量百分比。粘度实验表明,阿拉伯树胶wt粘度最低为15%。黄原胶和瓜尔胶粘度明显高于阿拉伯胶在相应的重量百分比。同样重量的0.5%,黄原胶,瓜尔胶,和阿拉伯语牙龈了63%,53%,和46%的原油采收率,分别。由于限制周围的人为错误等核心洪水实验,设备故障,和测量石油复苏,需要验证结果与其他方法如油藏模拟。油藏模型建立(使用Eclipse)和整合与聚合物粘度函数测量在实验室从核心洪水实验验证结果。石油峰值的9.96%、9.95%、和9.90%记录黄原胶、瓜尔胶、阿拉伯树胶,分别的重量百分比0.5%的体重。同时,增加注入聚合物的wt %增加采油。结果还表明,石油复苏的趋势在核心洪水期间观察到的是油藏模拟和石油产量增加重量百分比的增加聚合物的情况下考虑。
1。介绍
能源的需求来维持世界人口的增加和工业扩张一直在增加。不幸的是,资本成本和风险参与冒险进入新的储备开发和现有储备高原生产。为水库中长期重原油,这些自然生产条件严重是由于高粘原油的性质。
像原位燃烧热选项,热水驱和蒸汽驱所描述的(Cheraghian, (1)通常是昂贵的(特别是设施),导致在井筒结垢油管并创建一个水库和环境可能的不利影响。热选项时实现中型水库减少原油粘度更加易于流动但损失较轻的组件的碳氢化合物,在高度裂缝储层的热损失,并可能减少储层渗透率由于可口可乐在原位形成燃烧(2]。这些问题加上成本和可用性的气体和蒸汽注入导致的其他选项提高原油采收率。
化学选择采油是首选,但必须筛选和排名基于储层岩石和流体性质,实现成本、环境影响,并预期复苏因素(3,4]。应用化学采油中选择不同的流行的储层流体和岩石性质和降低界面张力等涉及各种机制(5],改变表面润湿性能[6),流动控制通过使用高粘度代理等聚合物(7],应用微生物采油的枯竭储层(8]。三次采油过程可以包括一个或多个这样的机制,并获得成功,必须盈利的方法,实用、可靠的(9]。
首先考虑的自然选择是注水与中型水库原油。挑战在于,注入水的移动速度比原油由于其较低的粘度。这就导致一个不规则的洪水面前(图1),留下未扫过的区域(10]。添加聚合物注入水增加其粘度和降低了渗透水由于聚合物的圈套,从而降低其流动性和创建一个统一的扫描。
化学采油(采油)是最常见的一种三次采油方法。它包括注入表面活性剂等化学物质如碱性,聚合物在水库的水库增加原油复苏通过微观或宏观的交互。表面活性剂是表面活化剂提高原油采收率降低原油之间的界面张力(IFT)和原生水。碱性通常用于结合表面活性剂和聚合物驱实验,以降低表面活性剂的吸附岩石矩阵(11,12]。
聚合物被用来减少洪水过程的流度比实现更大的宏观效率。聚合物可以作为唯一注入流体化学采油或结合表面活性剂和碱性。最常用的天然和合成聚合物用于三次采油是黄原胶和水解聚丙烯酰胺,分别。因素,如储层渗透率、原油粘度,聚合物保留和吸附在岩石表面成功的至关重要因素需要考虑聚合物驱类型和选项(Olajire, (13)& (14])。
场大规模部署期间费用的聚合物,吸附率高,不良环境影响导致生物聚合物的出现(BP)采油过程。如今,生物聚合物从废物中提取食物材料,如土豆皮(15和香蕉皮和芒果的内核16通过酯化和carboxymethylation []17]。
在这项工作,黄原胶与使用两个其他天然聚合物,瓜尔胶与阿拉伯胶,在核心洪水实验和油藏数值模拟器。D-mannose黄原胶含有D-glucuronic酸,葡萄糖和用于不同的行业包括纺织,食品和药品(18]。黄原胶聚合物采油中测试实验为重油复苏,享年90岁和高盐水浓度为244.121 mg / L。结果表明,黄原胶实现采油原始地质储量的9.5% (OOIP) [19]。其他研究显示黄原胶油回收潜力高达18%的增量恢复(20.]。瓜尔胶作为增稠剂和稳定剂,因此它具有良好的潜力作为三次采油中粘度增强剂。瓜尔豆胶被用于三次采油的洪水填砂模型示例中,它取得了总回收率55.1%,增量恢复15.76% (21]。阿拉伯胶是一种低粘度聚合物来自金合欢树的豆科物种之一。尽管阿拉伯树胶有限应用于三次采油,发现数量丰富在苏丹,乍得、塞内加尔、埃塞俄比亚、尼日利亚,它有巨大的潜力,因为它是便宜和具有聚合物和表面活性剂的性质(22]。这些聚合物进行了测试,以确定它们的相对经济复苏在实验室和现场规模提供洞察规模升级他们领域应用的可能性。
应用化学采油的重要因素是成本和时间进行实验容易人为错误。出于这个原因,结果通常需要一个二手前评估和验证领域的应用。储层模拟工具(例如Eclipse有各种功能包括造型水库等聚合物驱和优化生产参数长度,生产和注入率作为讨论Olabode et al ., (2018) (23]。此外,它允许灵敏度分析和优化的参数影响聚合物注射如粘度、温度、注入率、浓度和3流体相整合模型(油、水和天然气),最终有助于预测水和气体产品(Olabode, et al ., 2019)24]。在他的研究中,提出了因素影响采油过程中聚合物注入。作者讨论了更高的聚合物注入将增加采油和较低的聚合物生产由于吸附。但研究(25,26)不建议不断增加采油聚合物浓度增加。作者描述的情况在阈值最大采油聚合物浓度。
提高石油的领域实现恢复选项之前,至关重要的是,实验分析。但由于人力和设备误差加上完整性损失在实验材料和数据,可以使用其他工具,如储层模拟增强和支持的实验研究结果。仿真研究聚合物驱使用软件工具,比如Eclipse和Travigator量化研究了聚合物浓度的影响,注入率,及段塞大小对石油复苏。这些工具可以用来执行其他采油等功能低盐度的洪水(27)和表面活性剂注入(28)中重质原油水库。本研究范围validatory;因此,化学反应,导致在聚合物驱采油聚合物吸附和滞留等不覆盖。本研究的目的是评估石油采收率实验使用3种不同的生物聚合物核心洪水过程和比较这些结果与获得使用储层模型执行同样的步骤。这是至关重要的决定如果有类似的趋势和验证实施聚合物驱之前适当的字段。
2。材料和方法
2.1。材料和设备
三种聚合物被用于实验:阿拉伯胶、黄原胶、瓜尔豆胶。瓜尔胶和黄原胶是来自Ojota化工市场在拉各斯,尼日利亚,尽管阿拉伯胶聚合物来自Panteka市场在卡杜纳,尼日利亚。介质原油粘度为14.5 cP和API 24.8来自尼日尔三角洲。从尼日尔三角洲砂岩芯插头也买了。费舍尔化工生产的甲苯(高效液相色谱级)被用于清洁芯插头。实验期间使用的下列设备:一个模型800 OFITE粘度计,采用索氏提取器,手动饱和器,一个OFITE储层渗透率测试(RPT)。
2.2。实验程序
流变学实验进行了黄原胶、瓜尔胶、阿拉伯胶,以确定粘度在不同聚合物浓度。粘度计使用鲍勃和转子粘度测量机制,配备了一个屏幕拨号,允许方便的读数记录转换为粘度值。聚合物与去离子水混合,形成聚合物液体。6种不同粘度的重量百分比为每个聚合物测定。黄原胶和瓜尔胶,使用下列重量百分比:0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,1.0% w / w。更高的重量百分比不能使用,因为高粘度聚合物。最高的重量百分比用于聚合物驱实验0.5避免阻塞流RPT的线。阿拉伯胶的粘度在0.4,0.5,1.0,5.0,10.0,15% w / w。阿拉伯胶是一种低粘度聚合物,因此,低重量百分比不习惯是由于实际的限制。最高重量百分比选择基于文献值和实验室试验。 Viscosity was measured using the OFITE 800 Model Viscometer. The viscometer calibration was done according to the recommended API practice 13B-1 and 13B-2, respectively. The fluid to be measured was prepared and loaded into the sample cup up to the fill line. The viscometer sleeve was screwed unto the rotor, and the viscometer was operated in the air for about three minutes to loosen up the gears and bearings; this was only done on the first use for the day. The sample cup was placed on the platform and raised to the fill line of the viscometer sleeve. The viscometer was turned on; the knob was turned “STIR” setting for about 10 seconds to stir the fluid. The knob was then turned to the required shear rates, and readings were taken. The sample cup was lowered and emptied, and the sleeve and bob were cleaned before another measurement was taken. All viscosity measurements were done at room temperature.
索氏提取器是用于清洁插头把石油和其他杂质从核心核心插头。这样做是用甲苯作为溶剂。清洗后核心插头,手动饱和器被用来饱和核心插头来确定孔隙度和渗透率的核心插头。RPT被用来确定渗透率的核心插头和开展洪水实验。RPT(图1)是由三个室(分6、7和8)持有原油、盐水,和驱替液(聚合物在这种情况下);这些房间有进口和出口阀门(连接到核心持有人)。它也有一个隔间持有核心插头(11点)用一个橡胶套和不锈钢定位器的洪水过程。阀门和泵(10分和9)是用来控制流体的流动从3室核心填补隔间。核心塞首次充斥着盐水来创建初始储层条件。这种注射了3厘米3/分钟。核心是注射油注入早些时候(蓄电池)在3厘米3/分钟,直到水饱和度降至其最大原生水内容建立束缚水饱和度。核心洪水过程始于注水(基本情况),然后不同聚合物及其浓度。在洪水过程中,大量的污水收集(油和水)13点在图2测量并记录在校准测试管每4分钟的间隔。
2.3。油藏模拟
六个重量百分比的三次采油潜力的三个聚合物研究使用斯伦贝谢Eclipse®软件。瓜尔胶和黄原胶,重量百分比为0.1,0.2,0.3,0.4,0.5和1.0% w / w进行调查;阿拉伯树胶,0.4,0.5,1.0,5.0,15% w / w。粘度值获得这些重量百分比的流变学测试被用于仿真。
模型的网格部分包括使用黑油模型的维度10×10 1,笛卡尔网格和block-centered几何学。水库是完成一个模型的初始化的聚合物驱油和水。仿真运行一段6个月。水库被认为是同质的渗透率和孔隙度50 md和0.2,分别。网格中的块大小的尺寸是75 * 75 30厘米的X, Y, Z和4000厘米深度的脸。
水和死油的PVT属性表中列出1和2,分别。天然气的密度、水和油是0.044,64年,分别和52克/ cc。盐度为0是用于仿真。列出解决方案属性和岩石属性表3和4,分别。
模型初始化解决方案和PVT属性,和初始含油饱和度,得到如图3。含油饱和度高的地区(75%)显示为红色。初始地质储量是2641332。3 cc,和原生水含量是854031 .93点cc。I-injector和P-producer垂直井被用来初始化进度部分。生产者的底部压力是3999 atm,和喷油器的水费200 cc /小时。代表一个典型场景的枯竭油藏,主要和次要经济复苏首先发起,然后其次是聚合物驱,但注水作为基础。
3所示。结果与讨论
3.1。粘度的聚合物
每个聚合物的粘度测定在六个不同的重量百分比表所示5。黄原胶和瓜尔胶重量百分比的增加了等效粘度的增加。黄原胶和瓜尔胶的重量比例从0.1增加到1.0,粘度增加了10倍。阿拉伯胶的粘度也增加其重量百分比;然而,并没有相应的增加。作为其粘度从0.5到5增加了10倍,其粘度仅增加了17%。它也可以很容易地观察,阿拉伯树胶低粘度比其他聚合物。0.5 wt %,黄原胶的粘度,瓜尔胶,和阿拉伯树胶是540,410,和170 cP,分别。黄原胶和瓜尔胶的粘度是至少两倍半的阿拉伯树胶为0.5 wt %。1.0 wt %,他们的粘度是1645年,1510年和180年cP,分别与黄原胶和瓜尔胶的粘度至少阿拉伯树胶的8倍。 This shows that as weight percentage increases, the difference between xanthan gum and guar gum viscosities versus gum Arabic viscosity also increases.
相信增加的重量百分比增加聚合物分子之间的接触的机会,使所有三种聚合物的粘度增加。宽阔的阿拉伯树胶和其他聚合物粘度差距是由于其分子量的差异。黄原胶的分子量的范围 来 道尔顿(29日],瓜尔胶的平均分子量的范围 来 道尔顿(30.),而阿拉伯树胶的平均分子量之间 来 (31日,32]。这是与文献一致,据报道,黄原胶的粘度1重量百分率高于阿拉伯树胶30重量百分比;尽管如此,阿拉伯胶的粘度变高,重量百分比,因为其结构高度支化,形成紧凑的分子(33]。聚合物采油潜力的影响出现在洪水过程的流动比率。高粘度确保更均匀驱替液的结果直接在前面提高波及效率导致更高的原油采收率。在此基础上,预计阿拉伯树胶采油最低,而黄原胶和瓜尔胶将有类似的复苏能力。
3.2。核心洪水实验
表6显示了岩石物性性质的核心插头用于洪水实验。
3种不同浓度的黄原胶的洪水的结果如图所示4。这是观察到注水44%恢复OOIP生产。0.3%和0.1黄原胶增油的稳步复苏,而0.5%的黄原胶生产采油的急剧上升。总的来说,黄原胶生产总恢复63%。一些研究文献中显示黄原胶生产增量恢复9至18%,总回收率高达80% (19,20.,34]。
图5显示了三个重量百分比的复苏原油(0.1,0.3,和0.5 wt %)注水后的瓜尔胶的洪水。这是观察到注水恢复OOIP的30%左右。注水后,增加幅度最大采油是由0.1%的瓜尔胶,瓜尔胶,而0.5%和0.3稳步增加采油生产。总的来说,从洪水过程实现的总复苏是53%,而增量采油OOIP 24%。
基于完全复苏,黄原胶63%的原油实现复苏,而瓜尔胶达到53%。这与粘度实验的结果是一致的;然而,反向的增量采油,黄原胶达到19%的OOIP而OOIP瓜尔胶达到23%。尽管原油采收率值接近和粘度测试表明,黄原胶和瓜尔胶也有类似的资料,预计从黄原胶更高的价值。的一些原因包括高水位的复苏从黄原胶获得洪水和洪水的微观属性核心插头。
注水和连续的阿拉伯树胶的洪水三个重量百分比的阿拉伯树胶(0.4、0.5和1.0 wt %)进行,如图6。注水实现原油OOIP恢复了40%。阿拉伯树胶的三个重量百分比在采油生产稳步上升52%。阿拉伯树胶洪水的研究使用填砂实现增量恢复80% (OOIP的26%和总复苏34]。
黄原胶和瓜尔胶总复苏63和53%,分别,而阿拉伯胶的比例最高达到52%的三个聚合物使用(阿拉伯胶瓜尔豆黄原胶0.5%,0.5%,和1.0%)。这对应于从流变学实验结果了。深化分析,采油0.5 wt %的所有三个聚合物如图7。观察与黄原胶和瓜尔胶是一样的,但不同于阿拉伯树胶的复苏是进一步增加,从而加强流变学测试的结果。
3.3。仿真结果
水库进行了模拟黄原胶,瓜尔胶,使用Eclipse斯伦贝谢®软件阿拉伯树胶的洪水。OOIP和注水复苏三个聚合物是2641332和258937 .64点scc,分别。数据8- - - - - -10显示经济复苏从黄原胶,瓜尔胶,和阿拉伯树胶,分别从仿真过程。为了清楚起见,展示在表的数据7。
(一)
(b)
(一)
(b)
(一)
(b)
仿真更反映实际水库的洪水过程,不会产生相同的结果作为实验,因为它提供更多的实地参数不能占的实验。同时,储层的孔隙度和渗透率是固定的,创造一个更好的聚合物之间的比较。黄原胶、瓜尔胶、阿拉伯胶、采油与聚合物的重量百分比增加。这个验证的结果是获得核心洪水实验。纵观聚合物,黄原胶生产262424 scc石油为0.4 wt %和瓜尔胶日产油262201鳞状细胞癌为0.4 wt %,而阿拉伯树胶原油产量为260839鳞状细胞癌为0.4 wt %;与黄原胶的最高和最低的阿拉伯树胶,洪水实验进一步验证和粘度实验得到这些结果的支持。图11显示了最终的含油饱和度模型。比较图的图1,看到的含油饱和度显著减少了0.75(红颜色在图2约0.7图)9。聚合物驱的效果更见过的注射器以及含油饱和度降低至0.5。
4所示。结论和建议
实验结果表明,在相同的重量百分比,黄原胶粘度最高,紧随其后的是瓜尔胶。这表明聚合物使用可以增加驱替液的粘度所示的流变试验,这与采油从核心洪水实验。同样重量的0.5%,黄原胶,瓜尔胶,和阿拉伯语牙龈了63%,53%,和46%的原油采收率,分别。水库仿真结果也验证了实验结果同样重量的百分比为0.5%,黄原胶,瓜尔胶,和阿拉伯树胶恢复了9.96%,分别为9.95%和9.90%。有必要找到最优聚合物浓度,将最经济采油产量减少聚合物注入的成本。生物可降解聚合物,如被Olabode et al。15)也可以尝试比较与其他生物,non-biopolymers。纳米流体的出现和聚合物纳米粒子(PNP)有助于提高聚合物有效性和降低其吸附率油藏采油(Nezhad et al ., (35),Cheraghian et al ., (1)& (36])。
命名法
| Wt。 | 重量 |
| 三次采油: | 提高原油采收率 |
| FVF: | 地层体积系数 |
| PVT: | 压力体积温度 |
| OOIP: | 石油最初的地方 |
| 遗传算法: | 阿拉伯树胶 |
| XG: | 黄原胶 |
| GG: | 瓜尔胶 |
| Cp: | 厘泊 |
| 界面张力: | 界面张力。 |
数据可用性
数据将提供第一作者的请求。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。