Controlul mobilității și investigarea stabilității spumei de azot la temperaturi ridicate și
Abstract
Introducere
Rezervorul de apă de jos a suferit apariția/creșterea apei din cauza eterogenității formării, rezultând creșterea dramatică a tăierii de apă, chiar și abandonarea puțului. Există o mulțime de metode chimice pentru a bloca canalul de revoltă al apei de fund, cum ar fi polimerul, spuma de azot și azotul (Pang și colab. 2008, 2010; Chan 1988; Zaitoun și Pichery 2001) din care spuma de azot ar putea juca un rol important în tehnologia anti-coning/cresting anti-apă (AWCT) datorită proprietăților sale unice (Li și colab. 2010; Schramm 1994; Simjoo și Zitha 2013; Sun și colab. 2015).
Spuma, considerată ca un agent impresionant de control al profilului apei, nu modifică direct curba permeabilității relative a apei sau vâscozitatea apei (Bernard și Jacobs 1965; Lawson și Reisberg 1980; de Vries și Wit 1990). Spuma poate afecta k rw indirect prin saturația mai mare a gazelor prinse și prin saturația redusă a apei (Aarra și colab. 2014). Spuma poate reduce foarte mult mobilitatea gazelor în medii poroase în două moduri: reduce permeabilitatea relativă a gazului și crește viscozitatea gazului aparent (Falls și colab. 1988). Efectul de reducere a permeabilității relative a gazului este cauzat de o saturație mare de gaz captat eficient creat de spumă. Tragerea lamelelor care curg de-a lungul pereților porilor duce la o rezistență suplimentară la curgerea bulelor de spumă în comparație cu gazul fără spumă (Hirasaki și Lawson 1985).
Zang a constatat că factorul de rezistență la spumă depinde de parametri precum raportul gaz-lichid, saturația apei conate și concentrația de surfactant (Zang și colab. 2015); cu toate acestea, stabilitatea spumei nu a fost investigată după câteva zile de îmbătrânire. Mai mult, cercetările anterioare au investigat caracteristica de curgere a spumei de dioxid de carbon în unele nuclee cu permeabilitate scăzută sub peste 110 ° C (Mclendon și colab. 2014; Steinsbø și colab. 2015); cu toate acestea, proprietățile altor tipuri de spumă nu au fost acoperite în astfel de condiții experimentale. În plus, fosta anchetă abia s-a concentrat asupra stabilității capacității de control a mobilității spumei; cel mult soluția de spumare ar fi testată pentru capacitatea sa de spumare, cum ar fi volumul de spumare și drenajul la jumătate de timp după câteva zile de îmbătrânire într-o stare experimentală stabilită.
Obiectivul acestei lucrări este de a promova gama de aplicare a spumei de azot la temperaturi ridicate și salinitate ridicată prin testarea capacității de control al mobilității. Mai mult, stabilitatea capacității de control a mobilității spumei ar fi observată printr-un fel de metodă nouă, câștigând o nouă viziune asupra acestei caracteristici a spumei. Acest capitol continuă cu o descriere a părții experimentale, prezentarea și discutarea rezultatelor, apoi se trag concluziile principale.
Aparat și procedură
Materiale
Proba de ulei a fost colectată din câmpul petrolier din nord-vestul Chinei. Vâscozitatea sa este de 2,5 cP la 113 ° C, salinitatea formării saramurii este de 212,813 mg/L, în care concentrația ionului de calciu și magneziu este peste 1,28 × 10 4 mg/L, iar temperatura rezervorului este de 113 ° C, iar presiunea de formare este de 420 bari. Cu excepția cazului în care se specifică altfel, toate testele au fost efectuate la 113 ° C, iar apa utilizată a fost sintetizată ca datele de analiză ale formării reale a apei, așa cum arată tabelul 1. Agentul de spumă, care a fost sintetizat și optimizat în laborator, a fost numit NS în această lucrare. Pe parcursul întregului proces, concentrația în greutate a NS a fost de 0,2%. Azotul a fost utilizat ca fază gazoasă în toate testele de spumă.
Miezurile de gresie artificială, care au fost presate cu pulbere de cuarț sub temperatură și presiune adecvate, au fost aplicate pentru a efectua experimentele cu un diametru de 2,5 ± 0,1 cm și o lungime de 30,1 ± 0,1 cm. Pompa ISCO, produsă de Teledyne Co., SUA, a fost proiectată pentru a împinge fluidul în miezuri. Suportul miezului inoxidabil, care a fost montat exact cu miezurile, a fost efectuat întregul proces care constă din injecția de apă, injecția de spumă, injecția extinsă de apă într-un cuptor cu căldură (a fost furnizată de Jiangsu Haian Petroleum Apparatus Co. Ltd., China) . Debitul de azot a fost reglat de un regulator de debit masic de gaz furnizat de Bronkhorst High-Tech Co., Olanda.
Proceduri experimentale
În plus, a fost măsurată permeabilitatea miezului în prezența formării saramurii; apoi, apă saramură a fost injectată în nuclee pentru a primi presiunea diferențială de bază.
În al doilea rând, diferite tipuri de spumă de azot, formate în funcție de cererea experimentală diferită, au fost injectate în miez până când presiunea diferențială dintre intrarea și ieșirea miezului a fost stabilă. În al treilea rând, cele două supape ale suportului miezului au fost închise, au rămas în cuptorul încălzit până la atingerea duratei solicitate, urmată de saramură extinsă injectată până când presiunea diferențială a fluctuat într-un scop acceptat.
Soluția de spumare și azotul au fost co-injectate în miezuri, care au fost conduse orizontal și efectuate la 113 ° C. Atât apa de saramură, cât și spuma au fost injectate la o rată de 0,5 ml/min. Întreaga schemă a aparatului experimental este prezentată în Fig. 1.
Schema aparatului experimental pentru injecția cu spumă de azot, 1 rezervor de azot, 2 controler de masă de gaz, 3 generator de spumă, 4 suport de miez, 5 supapa de contrapresiune, 6 pompa de rapel manual, 7 supapă atmosferică, 8 produs sistem de dozare a fluidelor, 9 Pompa ISCO, 10 apă simulată, 11 soluție de spumare, 12 ulei, 13 cuptor de incalzire
rezultate si discutii
Investigarea capacității de control al mobilității
Pentru a cuantifica capacitatea de control al mobilității spumei de azot, factorul de rezistență F R, care a fost definit ca raportul de presiune diferențială a injecției cu spumă și saramură, a fost adesea aplicat. Au fost efectuate unsprezece serii de experimente de injecție cu spumă de azot, care sunt rezumate în tabelul 2. În cadrul acestor teste, efectele raportului gaz-lichid, viteza de injecție și permeabilitatea asupra capacității de control al mobilității spumei de azot au fost investigate în condiții experimentale.
Efectul raportului gaz-lichid asupra capacității de control a mobilității spumei
Cu scopul de a evalua raportul gaz-lichid (GLR) cu privire la capacitatea de control a mobilității spumei, s-au efectuat trei teste (Run 1-3) prin injectarea spumei cu GLR diferit. Pentru toate cele trei etape, menținând formula chimică constantă (0,2% în greutate NS), s-au efectuat o serie de experimente prin creșterea GLR în mod incremental de la 1: 1-3: 1. Curbele de F R versus GLR diferit pentru trei teste de injecție cu spumă sunt reprezentate grafic în Fig. 2.
Factorul de rezistență curbe de Trei teste raport gaz-lichid (runda 1 - runda 3)
Prin verificarea profilului celor trei curbe, acestea diferă între ele: Curba GLR 2: 1 urcă mai repede decât celelalte două curbe; în plus, primește cea mai semnificativă creștere și, în cele din urmă, fluctuează în jurul valorii de 95, care depășește mult mai mult decât în curbele GLR 1: 1 și GLR 3: 1, simultan, în timpul etapei de stabilizare, curba GLR 3: 1 scade uneori.
Motivul acestui rezultat poate fi explicat după cum urmează: Cu condiția ca adăugarea volumului de azot moderat pe baza stabilizării cantității de agent de spumare (de la 1: 1 la 2: 1), volumul și cantitatea de spumă ar crește, declanșând îmbunătățirea stabilității spumei și a capacității de control al mobilității. Cu toate acestea, dacă s-ar adăuga mai mult azot (de la 2: 1 la 3: 1), spuma s-ar extinde, provocând subțierea filmului de spumă și slăbirea stabilității spumei; ceea ce este mai rău, azotul poate descoperi și poate forma pâlnii de pe F Curba R.