ژل های پلیمری و برداشت نفت

واژگان تخصصي  سنگ مخزن: سنگی تراوا و متخلخل است علت تخلخل آن برای داشتن فضای كافی برای نگهداری هیدروكربن ها و تراوایی آن برای قدرت عبور و حركت دهی هیدروكربن ها به طرف چاههای نفت كه این از مهمترین عوامل است. مخازن معمولاً از ماسه سنگ و یا سنگ آهك است. ماسه سنگ دارای تراوای بالایی است و جزء مخازن خوب است. ولی بعضی مخازن از جنس سنگ آهك است با تراوایی بالا علت این امر وجود شكافهایی در این مخازن كه باعث شده تراوایی سنگ مخزن ما بالا بیایید.

اما به علت اختلاف فاز تر و غیر تر در انواع گوناگون مخازن کیفیت مخزنی نیز متفاوت خواهد بود. در مخازن ماسه ای فاز تر نفت ولی در آهکی آب می باشد. بنابراین در مخازن ماسه ای نفت با فشار تمایل به خروج از مخزن را داشته در صورتی که این مسئله در مخازن آهکی کاملا متفاوت بوده و این آب است که تمایل دارد با فشار خارج شود. تخلخل سنگ مخزن نفت زير ميکروسکوپ تصوير شماتيک از تخلخل

تله های نفتگیر(Oil Traps) :  پوش سنگ: (cap rock) این سنگ برخلاف سنگ مخزن از تراوایی و تخلخل بسیار پایین برخوردار است كه مانع فرار نفت از طرف این سنگ است. پوش سنگ می تواند در بالا و یادر اطراف سنگ مخزن وجود داشته باشد و بر اساس نوع مخزن اشكال متفاوتی را دارا باشد. در ایران بهترین پوش سنگ در مناطق نفت خیز جنوب سازند گچساران می باشد تله های نفتگیر(Oil Traps) : نفتگیر را می توان ظرفی در زیرزمین در نظر گرفت که نفت و سیالات در آن محبوس شده و پوش سنگ مانع از حرکت آن به سمت بالاتر شده است.

استخراج نفت توليد نفت از مخازن نفت در سه مرحله انجام مي‌شود: 1) برداشت اوليه نفت (Primary Oil Recovery) 2) برداشت ثانويه نفت (Secondary Oil Recovery) 3) مرحله سوم برداشت نفت (Tertiary Oil Recovery)

توليد اوليه (طبيعي) نفت مهمترين نيروهاي موجود در مخازن كه نفت به كمك آن به‌طور طبيعي جريان مي يابد، عبارتند از: 1- نيروي حاصل از فشار گاز حل شده در نفت 2- نيروي حاصل از فشار گاز جمع‌شده در قسمت بالاي كلاهك 3- فشار هيدرواستاتيك سفرة آب مخزن كه در زير ستون نفت قرار گرفته است 4- نيروي ديگري كه برخي مخازن داراي ستون نفت بسيار مرتفع براي توليد طبيعي از آن بهره ميبرند، نيروي ريزش ثقلي است. سهم مشاركت هر يك از اين نيروها در رانش نفت متفاوت است و به وضعيت ساختماني و زمين‌شناسي سنگ مخزن و خواص فيزيكي و ترموديناميكي سيالهاي موجود در مخزن بستگي دارد.

جریان طبیعی نفت تحت تأثیر سه نیروی شناخته شده فشار آب مخزن ، فشار گاز سرپوش و فشار گازحل شده در نفت می باشد. در حالت اول آبی که در زیر نفت در لایه نفتگیر قرار دارد تحت فشار زیادی است که از اطراف به آن واردمی آید ، لذا به محض اینکه چاه به لایه نفتزا برسد فشار آب نفت روی خود را به درون چاه و از آنجا به روی سطح زمین می راند. درحالت دوم هم گازی که بطور آزاد مثل سرپوش یا کلاهکی روی نفت را در مخزن پوشانده است بر اثر فشار زیادی که به آن وارد می آید متراکم شده و میل به انبساط پیدا می کند که این میل به انبساط بصورت فشار به نفت درون مخزن تحمیل می شود و در اولین فرصت گاز با بیرون راندن نفت از مخزن منبسط شده و از فشار وارده می کاهد.

مقداری گاز تحت فشار زیاد مخزن در نفت حل شده است که تمایل به آزاد شدن از فاز مایع دارد و به همین دلیل در هنگام آزاد شدن و خروج ازمخزن مقداری از نفت را نیز همراه خود به سطح زمین هدایت می نماید،مانند بطری نوشابه پر گازی که درب آن بطور ناگهانی باز شود که در این حالت گاز موجود در بطری علاوه بر خروج از بطری مقداری از مایعات داخل بطری را نیز به همراه خود خارج میسازد. در عین حال این گاز محلول با کاهش فشار مخزن می تواند از نفت جدا گردیده وبه شکل گاز سرپوش، افت فشار مخزن را جبران نماید. در ابتدای حفاری ها در ایران اکثرچاه های حفر شده جزو چاه های پر فشار منطقه بشمار می آمدند که با گذشت سال ها وبهره برداری های فراوان صورت گرفته اغلب میادین دچار افت فشار و در نتیجه کاهش بهرهوری شده اند. لذا توجه به روش های جدید استخراج نفت و روش های مختلف ازدیاد برداشت نفت بیش از پیش از اهمیت برخوردار شده.

در مقابل اين نيروها، نيروهاي مخالفي سبب محبوس نگه ‌داشتن يا ايجاد تنگنا در بازيابي نفت ميشوند كه مهمترين اين نيروها: نيروي فشار موئينگي سنگ مخزن و نيروي اصطكاك حاصل از حركت سيال در درون خلل و فرج سنگ مخزن تا ته چاه است. براي استحصال و بازيافت كامل نفت، بايد چنان نيرويي در اعماق مخزن وجود داشته باشد كه بتواند علاوه بر غلبه بر نيروهاي مخالف، موجب رانش نفت به سمت بالا گردد.

ازدياد برداشت IOR & EOR وقتي مخزن تخليه شد و ما نتوانستيم نفت را حتي با پمپاژ از مخزن به چاه و از چاه به سطح زمين انتقال دهيم، در اين صورت استفاده از روش( EOR ) Enhanced oil Recovery از نوع بازيافت ثانويه شروع مي‌شود. برداشت بهبود يافته يا IOR فرآيندي است كه براي تعديل‌كردن تكنولوژي‌هاي مورد استفاده براي افزايش برداشت بكار مي‌رود. حال اين فرايند مي‌تواند در مرحلة اول توليد انجام شود يا در مراحل دوم و سوم. بنابراين در IOR ، فرآيند توليد عوض نمي‌شود، بلكه تكنولوژي به‌گونه‌اي تعديل مي‌شود كه با همان فرآيند قبلي، نفت بيشتري از مخزن توليد گردد. در حالي‌كه ازدياد برداشت يا EOR به فرآيندي اطلاق مي‌شود كه در آن سعي مي‌شود تا ميزان نفت باقيمانده در مخزن به حداقل ممكن برسد.

متوسط درصد بازیابی نفت از عملیات مرحله اول ( تولید طبیعی ) حدود 19 درصد عملیات مرحله دوم 32درصد(32 درصد نفت باقی مانده ازمرحله اول ) عملیات مرحله سوم 13 درصد ( 13 درصد نفت باقی مانده از مرحله اول و دوم ) می باشد. یعنی به طور متوسط 52 درصد از نفت اولیه مخزن را می توان بازیابی کرد.

اهميت بحث ازدياد برداشت نفت در ايران مخازن نفتي ايران داراي ساختاري متفاوت نسبت به مخازن نفتي دنيا ميباشند به طوري كه اكثر اين مخازن ساختاري كربناته داشته و تنها 10 درصد از آنها داراي ساختار شني هستند از طرفي ، بخش نسبتاً بزرگي از نفت موجود در اين مخازن ، سنگين بوده و به آساني قابل استحصال نيست. ضريب بازيافت نفت براي اكثر مخازن هيدروكربوري ايران در حدود 24 درصد گزارش شده است كه اين مقدار بسيار كمتر از ضريب بازيافت متداول نفت در جهان مي باشد . از اين رو مي توان گفت كه در مخازن ايران ، ميزان نفت باقي مانده در يك مخزن هيدروكربوري نسبت به مقدار برداشت شده از آن بسيار زياد است. حدود 90 درصد از مخازن ايران از نوع شكافدار هستند و استخراج ثانويه از اين مخازن كمتر از 30 درصد است. مخازن شكافدار عمدتاً مربوط به خشكي است و برخي از مخازن دريايي مانند جزيرة سيري، مخازن شني هستند.

روشهاي به‌كار رفته جهت افزايش بازده عبارتند از: 1- تزريق گاز Steam Flooding 2- تزريق آب Water Flooding 3- تزريق متناوب آب و گاز Steam Stimulation 4- روش حرارتي Thermal methods 5- تزريق فوم و ژلهاي پليمري Surfactant /Polymer Flooding 6- استفاده از مواد شيميايي كاهش‌دهندة نيروي كشش سطحي 7- استفاده از روش ميكروبي(M.E.O.R.) از آنجا که ویژگی‌های سنگ و سیال مخازن با یکدیگر متفاوت است، باید روش‌های متفاوتی برای افزایش برداشت از هر مخزن شناسایی شود.

تزريق گاز روش تزريق گاز به دو صورت امتزاجي و غير‌امتزاجي صورت ميگيرد. در روش امتزاجي، گاز طبيعي با افزودن تركيبات هيدروكربني مياني غني ميشود؛ به‌طوري كه بخش غني‌شدة گاز تزريقي كه در ابتداي كار تزريق ميگردد، با نفت مخزن امتزاج يافته و آن را از درون خلل و فرج سنگ مخزن به طرف چاههاي توليدي هدايت ميكند. راندمان افزايش بازيافت در اين روش، بيشترين درصد را به خود اختصاص ميدهد و اگر سنگ مخزن داراي خواص همگن و يكدست و تراوايي آن نيز مناسب باشد، به 65 تا 75 درصد حجم نفت باقي‌مانده، ميتوان دست يافت.

تزريق گاز در روش غير امتزاجي، گاز به مخازن نفتي تزريق ميگردد كه اين تزريق نسبتاً ارزان است و در تعدادي از مخازن نفت‌خيز خشكي و دريايي ايران اعمال ميگردد. در اين روش، گاز تزريقي در قسمت بالاي مخزن متراكم ميشود و فشار مخازن را افزايش ميدهد و حركت نفت را سهولت ميبخشد. بايد توجه داشت كه لزومي ندارد گاز تزريقي حتما از نوع تركيبات هيدروكربني باشد. در كشورهاي صنعتي، از گازهاي خروجي از تاسيسات بزرگ صنعتي كه بخش اعظم آن ‌را دي اكسيد كربن تشكيل مي­دهد، براي تزريق استفاده ميشود. در اين روش، حتي راندمان بالاتر از تزريق گازهاي هيدروكربني است و فوايد زيست‌ محيطي نيز در پي دارد با توجه به وجود مخازن گازي زياد در كشور، ميتوان از گاز براي ازدياد برداشت از چاههاي نفت سود جست.

تزريق گاز همچنين تزريق گاز به مخازن بايد حساب شده باشد، زيرا در غير اين صورت، تعادل ديناميكي چاه به هم ميخورد و اگر تزريق گاز به‌درستي انجام نشود، ممكن است باعث رسوب مواد قيري و بسته‌شدن خلل ‌و فرج گردد. در صورت اتفاق اين امر، مخازن براي هميشه غير قابل استفاده خواهند شد. اين روش در چاه‌هايي به كار برده مي‌شود كه داراي نفت سنگين با ويسكوزيته بالا هستند. از اين روش بيشتر در كاليفرنيا و ونزوئلا استفاده مي‌شود؛ زيرا در اين مناطق نفت سنگين بيشتري نسبت به ساير نقاط دنيا وجود دارد.

تزريق آب روش تزريق آب در بين روش هاي تزريق سيال به مخزن، روشي بسيار مهم و شناخته شده است و مي تواند در صورت انجام موفقيت آميز، برداشت از مخزن را افزايش دهد. رواج استفاده از اين روش به خاطر عوامل زير است: 1) قابل دسترس بودن و ارزان بودن آب 2) سادگي روش تزريق آب به داخل مخزن از طريق چاه 3) توانايي جريان آب در محيط متخلخل حاوي نفت 4) توانايي آب در جاروب كردن نفت 5) گرماي ويژه بالاي آب

تزريق آب هنگامی که آب به داخل یک مخزن شکافدار طبیعی تزریق می شود در اثر نیروی ارشمیدس، آب جایگزین نفت داخل شبکه می شود. این اندرکش می تواند به روشهای متفاوتی ـ بسته به خواص شبکه ـ صورت گیرد. در صورتیکه شبکه آب دوست باشد،توسط آشام موئینگی آب داخل شبکه شده و نفت را از آن خارج می نماید اما اگر شبکه نفت دوست باشد، نفت توسط گرادیان فشار خارجی خارج می گردد.

تزريق آب در مورد روش تزريق آب به مخزن نيز بايد در استفاده از اين روش كمال احتياط را به كار برد. برخي كارشناسان اعتقاد دارند، بازده اين روش مطلوب نيست، زيرا راندمان كار نهايتاً 35 درصد ميباشد و اولويت در استفاده از روش تزريق گاز خواهد بود. تزريق آب بيشتر براي مخازن شني كاربرد دارد و براي مخازن نفتي كشور كه عمدتا شكافدار هستند نبايد مورد استفاده قرار گيرد. یکی از مهمترین محدودیت های برداشت نفت موجود در شبکه در طی تزریق آب، ویسکوزیته نفت است. ویسکوزیته بالای نفت نرخ آشام را کاهش می دهد. نمونه نفت دوست منجر به تولید و برداشت نفت کمتری به نسبت نمونه آب دوست می شود. مقایسه برداشت نفت سبک و سنگین از یک نوع سنگ مخزن نشان می دهد که برداشت نفت سنگین به دلیل کشش سطحی بالاتر و نفت دوست بودن شبکه پایین است.

تزريق متناوب آب و گاز اولين فرآيند تزريق متناوب آب و گاز در سال1957 در كانادا و بعد از آن در درياي شمال گزارش شده است. ميزان متداول افزايش بازيافت نفت از يك مخزن توسط اين فرآيند بين15 تا20 درصد نفت در جاي مخزن مي باشد. در فرآيند تزريق متناوب، آب و گاز بصورت پي در پي تزريق مي شوند بدين معني كه يك توده گاز بعد از يك توده آب تزريق مي شود. طبقه بندي پروسه هاي تزريق متناوب آب و گاز شامل تزريق متناوب آب و گاز امتزاج پذير، امتزاج ناپذير، مركب و انواع ديگر آن تزريق همزمان آب و گاز و تزريق متناوب آب و بخار است.

تزريق متناوب آب و گاز

تزريق متناوب آب و گاز اما اين روش نيز مانند روش هاي ديگر داراي مشكلات عملياتي است كه بايد به آن توجه شود، اين مشكلات شامل كاهش حجم سيال تزريقي و به تبع آن افت فشار مخزن، خوردگي تجهيزات به سبب جريان گاز، پوسته پوسته و پولكي شدن ساختار، به وجود آمدن رسوبات آسفالتين و هيدراته و دماهاي متفاوت فازهاي تزريقي مي باشد. این روش با تزريق آب يا گازي كه به منظور حفظ و نگهداري فشار مخزن انجام مي‌گيرد، متفاوت است. چرا كه در تزريق آب و گاز براي حفظ فشار مخزن، سيال تزريقي باعث حركت نفت نمي‌شود، بلكه از افت سريع فشار مخزن در اثر بهره‌برداري جلوگيري مي‌كند.

انواع روش‌هاي حرارتي ازدياد برداشت روش حرارتي روشهای حرارتی پیچیده تر از تزریق آب و مواد شیمیایی است.معمولاً در بهره برداري از مخازني كه نفت آنها نسبتا سنگين است، به كار برده ميشود. انواع روش‌هاي حرارتي ازدياد برداشت 1- ايجاد حرارت در مخزن با سوزاندن بخشي از نفت In-situ Combustion اين عمل با تزريق گاز داراي اكسيژن، حفر چاه‌هاي تزريقي معين و ايجاد يك جبهه آتش پيش‌رونده صورت مي‌گيرد. البته براي ايجاد اين حرارت روش‌هاي متفاوتي پيشنهاد شده است؛ ولي تنها در روش‌هايي كه از گاز اكسيژن‌دار استفاده مي‌شود، جبهة آتش در يك جهت حركت مي‌كند و مي‌توان به نتيجة مطلوب رسيد. 2- توليد حرارت در خارج مخزن و تزريق سيال گرم به عنوان عامل جابه‌جا كننده: اين روش شامل تزريق بخار و آب به صورت مرحله‌‌اي و متناوب (تزريق چرخشي يا متناوب) و يا تزريق بخار به‌طور ممتد مي‌باشد.

مكانيزم‌هاي توليد نفت در بازيافت حرارتي از مخزن افزايش درجه حرارت، بر روي خواص فيزيكي سيالات و همچنين تاثيرات متقابل سنگ و سيال، اثرمي‌گذارد. مكانيز‌م‌هاي اصلي ناشي از اين تأثيرات كه به توليد نفت منجر مي‌شوند، عبارتند از: 1- كاهش ويسكوزيته خصوصاً در مورد نفت‌هاي سنگين 2- ميزان ترشوندگي سنگ تغيير پيدا مي‌كند؛ تمايل به ترشوندگي توسط آب در درجه حرارت بالا افزايش مي‌يابد. 3- كشش سطحي بين نفت و آب با افزايش درجه حرارت كاهش پيدا مي‌كند. 4- انبساط حرارتي باعث مي‌شود كه سيال موجود در خلل و فرج سنگ به بيرون تراوش پيدا كند؛ در اين حالت، چون انبساط حرارتي نفت خصوصاً نفت‌هاي سبك كمتر از آب است، در ابتدا نفت خارج مي‌شود. 5- نفت‌هاي سبك تبخير مي‌شوند.

استفاده از امواج الکترو مغناطیس(Electro Magnetic Heating(EMH)): محدوده فرکانسهای بکار رفته در اين روش از چند مگا هرتز تا 300 مگا هرتز می باشد که فرکانس بهينه برای هر مخزن به جنس آن مخزن بستگی دارد. از جمله مزايای اين روش قابليت استفاده همزمان آن با ساير روشهای ازدياد برداشت می باشد.

روش ميكروبي MEOR رانش‌ ميكروبي‌ توسط‌ تزريق‌ محلولي‌ از ميكروارگانيزمها و مواد غذايي‌ مانند ملاس‌ صنعتي‌ درون‌ چاه‌ تزريقي‌ حفر شده‌ در مخزن‌ نفت‌ صورت‌ مي‌گيرد. تغذيه‌ ميكروارگانيسمها از مواد غذايي‌ آنها باعث‌ ايجاد مواد مختلفي‌ از جنس‌ اسيدها و سورفاكتانت‌ها تا گازهايي‌ مانند هيدروژن‌ و دي‌ اكسيدكربن‌ مي‌شود. اين‌ محصولات‌ به‌ روشهاي‌ گوناگوني‌ بر نفت‌ در جا تأثيرگذاشته‌ و موجب‌ حركت‌ آسانتر آن‌ در مخزن‌ به‌ سوي‌ چاههاي‌ توليدي‌ مي‌شوند.

روش تزريق مواد شيميايي و يا فوم: اين روش به منظور كاهش نيروي كشش سطحي بين سنگ و سيال، با تنظيم نسبت تراوايي به گران‌روي نفت مخزن, مورد استفاده قرار ميگيرد. استفاده از روش تزريق فوم و مواد شيميايي، به طور مثال در برخي از ميادين نروژ به صورت آزمايشي با موفقيت انجام پذيرفته است اگر چه مطالعات زيادي در جهان انجام پذيرفته است، ولي با توجه به شرايط كنوني قيمت نفت، استفاده از برخي مواد شيميايي غير اقتصادي ميباشد. روش‌هاي‌ بازيافت‌ شيميايي‌ شامل‌ تزريق‌ پليمر، پليمر ميسلي‌ و قلياروبي‌ است‌. در حال حاضر تزريق پليمر متداول‌ترين روش تزريق مواد شيميايي است.

-پليمرروبي‌ ميسلي‌(Micellar-Polymer Flooding): اين‌ روش‌ ازتزريق‌ توده‌ ميسلي‌ شامل‌ مخلوطي‌ ازسورفاكتانت‌ها، شبه‌ سورفاكتانت‌ها ، الكل‌، آب‌ شور و نفت‌ بهره‌ مي‌برد كه‌ درون‌ سازند حاوي‌ نفت‌ حركت‌ مي‌كند و نفت‌ به‌ دام‌ افتاده‌ بيشتري‌ را از سنگ‌ مخزن‌ رها مي‌كند. اين‌ روش‌ يكي‌ از كاراترين‌ روشهاي‌ EOR است‌ و در عين‌ حال‌ از گران‌ترين‌ روشها نيز مي‌باشد. همانطور كه‌ مايع‌ ظرفشويي‌ باعث‌ آزاد شدن‌ چربي‌ از سطح‌ ظروف‌ مي‌شود و بعد مي‌توان‌ با جريان‌ آب‌ چربيها را پاك‌ كرد. وقتي‌ كه‌ اين‌ محلول‌ ميسلي‌ در سازند حاوي‌ نفت‌ درون‌ مخزن‌ به‌ حركت‌ در مي‌آيند باعث‌ آزاد شدن‌ مقدار زيادي‌ از نفت‌ محبوس‌ در سنگ‌ مخزن‌ مي‌شود. براي‌ افزايش‌ توليد، آب‌ تغليظ‌ شده‌ با پليمر جهت‌ كنترل‌ تحرك‌، بعداز توده‌ ميسلي‌ تزريق‌ مي‌گردد. آب‌ شيرين‌ پس‌ ازپليمر تزريق‌ ميشود تا از آلوده‌ شدن‌ مواد شيميايي‌ نيز جلوگيري‌ نمايد.

محلول مایسلار مخلوطی از آب، مواد فعال سطحی، نفت و نمك است محلول مایسلار مخلوطی از آب، مواد فعال سطحی، نفت و نمك است. در روشهای جدید تهیه محلول مایسلار ، نفت، نمك و مواد كمكی فعال سطحی حذف گردیده اند. محلولهای مایسلار نیروی تنش سطحی بین آب و نفت را تا حدود dyne/cm 0.001 یا كمتر از آن كاهش میدهد. گرانروی محلول پلیمری حدود ۲ تا ۵ برابر گرانروی نفـــــــــــت است. غلظت پلیمر حدود ppm۱۰۰۰ می باشد. در حال حاضر از پلی اكریمید ها و زیست پلیمر ها به عنوان پلیمر در محلول بافر استفاده می شود. مواد فعال سطحی معمولا سولفوناتهای نفتی سدیم هستند و از لحاظ خواص و ساختار شیمیایی شبیه شوینده ها می باشند. از الكلها برای مواد كمكی فعال سطحی استفاده می شود.هزینه تهیه محلولهای مایسلار برای تولید هر بشكه نفت در سال ۱۹۷۵ حدود ۵/۱ دلار آمریكا بوده است.

سورفکتانت : surfactant سورفکتانتها معمولا ترکیباتی آلی هستند که دارای گروههای هیدروفوبیک (آب گریز Hydrophobe) که نقش دم و دنباله را دارد و گروههای هیدروفیلیک(آب دوست) که نقش سر را دارد می باشند بنابراین معمولا به طور ناچیز در آب و حلالهای آلی حل می شوند . سورفاکتانت یک ماده ی عمل کننده در سطح است.به این معنی که هنگامی که بر روی سطح یک مایع گسترده می شود،کشش سطحی را به مقدار زیادی کاهش می دهد.

ميسل micelle مولكولهاي فعال كننده سطحي در محلولهاي بسيار رقيق به صورت منومر هستند. البته ممكن است ديمرها وتريمرها نيز حضور داشته باشند. وقتي غلظت مولكولهاي فعال كننده سطحي به يك مقدار مناسب برسد، تجمع خودبخود اتفاق مي افتد و ميسل تشكيل مي شود. ميسل بمعني تكه كوچك است. غلظتي كه در آن ميسل تشكيل مي شود غلظت بحراني ميسل شدنcmc ناميده مي شود. در اين غلظت، ميسل ها از حدود 400-200 منومر فعال كننده سطحي پديد مي آيند. ميسل ها از نظر ترموديناميكي پايدارند و به آساني تكرارپذير مي باشند. اگر غلظت فعال كننده هاي سطحي در اثر رقيق نمودن با آب به پايين تر از cmcرسانده شود، ميسل تخريب مي شود. اندازه ميسل ها به دما بستگي كامل دارد. كاهش دما باعث بزرگ شدن قطر ميسل مي شود كه اين امر به دليل گرمازايي می باشد.

ميسل ها معمولي در حلال هاي قطبي گروه هاي آبگريز دم مولكولهاي فعال كننده سطحي به سمت درون و گروه هاي آب دوست سر به سمت حلال قطبي جهت گيري مي كنند معكوس در حلالهاي غير قطبي گروههاي انتهاي مولكول هاي فعال كننده سطحي به سمت درون مجموعه جهت گيري مي كنند و هسته آب دوست ميسل را تشكيل مي دهند و دنباله هاي غير قطبي (گروههاي دم ) در حال برهمكنش با حلال باقي مي مانند.

-قلياروبي‌(Alkaline Flooding): مستلزم‌ تزريق‌ مواد شيميايي‌ قليايي‌ (پتاس‌ يا محلولهاي‌ سوزآور) درون‌ مخزن‌ است‌ كه‌ به‌ علت‌ واكنش‌ با اسيدهاي‌ موجود در نفت‌ توليد سورفاكتانت‌ كرده‌ و آن‌ هم‌ به‌ نوبه‌ خود با كاهش‌ كشش‌ سطحي‌، موجب‌ تغيير ترشوندگي‌ سطح‌ سنگ‌ مخزن‌ و يا ايجاد امولسيون‌ شده‌ و به‌ آزاد شدن‌ نفت‌ از سنگها كمك‌ مي‌كند. در نتيجه‌ نفت‌ با سهولت‌ بيشتر مي‌تواند درون‌ مخزن‌ به‌ سمت‌ چاههاي‌ توليدي‌ حركت‌ كند. تغييرات‌ جديدي‌ كه‌ در اجراي‌ اين‌ روش‌ صورت‌ گرفته‌ عبارتست‌ از افزودن‌ سورفاكتانت‌ و پليمر به‌ مواد قليايي‌ كه‌ روش‌ ASP (Alkaline-Surfactant-Polymer) ناميده‌ ميشود و اساساً هزينه‌ كمتري‌ نسبت‌ به‌ روش‌ پليمرروبي‌ ميسلي‌ دارد. روش‌ قلياروبي‌ معمولاً مي‌تواند موثرتر باشد به‌ شرطي‌ كه‌ حجم‌ اسيد موجود در مخزن‌ نسبتاً بالا باشد.

پليمر روبي(Polymer Flooding) اغلب‌ در مخازني‌ استفاده‌ مي‌شود كه‌ روش‌ آبروبي‌ در آنها كارايي‌ لازم‌ را ندارد مثل‌ مخازني‌ كه‌ به‌ دليل‌ شكستگي‌ يا تراويي‌ بالا باعث‌ انحراف‌ جريان‌ و هرزروي‌ آب‌ تزريقي‌ ميشوند يا مخازني‌ كه‌ به‌ علت‌ وجود نفت‌ سنگين‌ درمقابل‌ جريان‌ آب‌ مقاومت‌ مي‌كنند. براي‌ ممانعت‌ از رد شدن‌ آب‌ تزريقي‌ از نفت‌، مي‌توان‌ آب‌ را با افزايش‌ پليمرهاي‌ محلول‌ درآن‌ تغليظ‌ كرده‌ و گرانروي‌ آن‌ را بيشتر نمود. اين‌ كار باعث‌ مي‌شود آب‌ درون‌ سنگهاي‌ مخزن‌ پراكنده‌ شده‌ و درصد بازيافت‌ نفت‌ بالا رود. پس‌ از محلول‌ پليمري‌،آب‌ شيرين‌ تزريق‌ ميشود تا از آلوده‌ شدن‌ آن‌ با آب‌ شوري‌ كه‌ باعث‌ رانش‌ نهايي‌ مي‌شود جلوگيري‌ گردد

در اين روش، اغلب از پليمرهاي سنتزي در رده ‌بندي پلي‌اکريليدآميد و پليمر بيولوژيکي زانتاگام استفاده مي‌شود. اگرچه پليمرهاي بيولوژيکي در مقابل تغييرات دما حساس‌ترند، اما به‌دليل ارزاني، زانتاگام جايگاه مناسبي در اين روش دارد. اين روش در اواسط دهة 50 ميلادي توسعه يافت، در سال 1960 از پليمرهاي جديدي با وزن مولکولي بالا بين 3 تا 9 ميليون استفاده شد که موفقيت‌آميز بوده است.

پلي آكريلید آميد پلي آكريلید آميد از مهمترين و رايج ترين پليمر هاي مصنوعي محلول در آب است و مصرف آن در سالهاي اخير به دليل سهولت فرايند تهيه مونومر آكريل آميد، رشد فراواني داشته است. از ويژگي هاي اين پليمر قابليت دست يابي به وزن هاي مولكولي بالا و متفاوت، قيمت مناسب، حلاليت در آب تحت شرايط گوناگون و قابليت تهيه آن به صورت غير يوني، آنيوني و كاتيوني است. ساختار ويژه اين پليمر، استفاده از آن را به عنوان پايدار كننده، لخته ساز، جاذب آب و رطوبت در صنايع نساجي و كاغذسازي، تصفيه آب و پساب، استخراج مواد معدني، ازذياد برداشت چاه هاي نفت ميسر مي سازد.

همچنين به عنوان غلظت دهنده دو مواد غذايي، دارويي و پوششها استفاده مي شود بهبود خواص سطح از جمله اصلاح خواص آبدوستي، چسبندگي، شكل پذيري از ديگر كاربردهاي اين پليمر است. پلي آكريلید آميد از طريق پليمر شدن زنجيري راديكالي با استفاده از آغازگرهاي پروكسيدي، پرسولفاتي، آزو، اكسايشي- كاهشي و تابشي به روشهاي محلول، رسوبي، توده و نيز تعليقي، امولسيوني، ميكروامولسيوني وارون تهيه ميشود.

شرايط لازم براي تزريق پليمر تزريق پليمر به مخزن نياز به شرايط خاصي در سنگ و سيال دارد. شرايط لازم براي تزريق پليمر به اين ترتيب است: عمق ضخامت دما جنس سنگ وزن مخصوص ویسکوزی ته تراوایی ftمقادير متفاوت 30-6 ft 30-120 شن – سنگ - کربناته 0.95 100 cp 1000-10 mdarcy

نمونه‌هايي از تزريق موفق پليمر 1- ميدان نفتي چاتورنارد (فرانسه)  مخزن چاتورنارد از مخازن نفتي کرتاسه در جنوب شرق پاريس است. سطح تقريبي مخزن 20 کيلومتر مربع است. گسل‌هاي شمالي‌ـ‌جنوبي،‌ مخزن را به سه بخش، شامل لايه‌هاي افقي ماسه سنگ تقسيم نموده است. ضخامت لايه، 10 تا 16 فوت و ميانگين تراوايي سنگ 1000 ميلي دارسي با تغييرات شديد است. سبکي نفت حدود 37 درجه API و ويسکوزيته آن cp 40 است . درجه حرارت مخزن 30 درجه سانتيگراد مي‌باشد. در اين ميدان، از سال 1977 تاکنون پروژه تزريق پليمر طي چهار طرح آزمايشي به مرحلة اجرا درآمده است:

1- اولين پروژه در سال 1977 آغاز شده است و تاکنون نيز ادامه دارد؛ در اين پروژه يک چاه تزريقي حفر گرديده و حدود يک ميليون مترمکعب آب و پليمر تزريق شده است. غلظت مواد تزريقيppm 700 است. مجموع نفت توليد شده از اين ميدان 78000 تن مي‌باشد که 28000 تن آن از بازيافت ثانويه به‌دست آمده است.  2- دومين پروژه، تزريق مواد کاهش‌دهندة‌ کشش سطحي بود که در اواخر سال 1977 آغاز و در سال 1980 پايان يافت. در اين پروژه چهار چاه توليدي حفر شد که از اين تعداد 3 چاه به توليد رسيد. 3- سومين پروژه از 1983 شروع شد. حجم فضاي متخلخل برابر با 224دکامتر مکعب بوده است. غلظت پليمر ppm 17000 بوده است. مقدار نفت توليدشده عبارت است از 51 دکامتر مکعب که در ابتدا 55دکامتر مکعب تخمين زده شده بود. از چهار چاه توليدي نفت استخراج در اين پروژه‌، گرديده است.

- ميدان نفتي داجينگ (چين)  اين ميدان دو قسمت جنوبي و غربي دارد که در قسمت جنوبي آن پروژه XF جريان دارد. پروژه XF در طول سال‌هاي 1988-1966 مورد مطالعه قرار گرفت و لايه، ابتدا سيلابزني شد. در ابتدا يک مطالعه آزمايشگاهي روي اين لايه انجام شد که از پليمر سديم‌ـ‌کربنات‌ـ‌الکالين‌ ‌استفاده شد. در کار آزمايشگاهي 21.7 درصد نفت در جاي نمونه خارج شده است. کار ميداني که به منظور بهره‌برداري آغاز شد از آگوست 1994 شروع شد و در ژولاي 1995 به پايان رسيد که در نتيجه 25درصد از نفت موجود در مخزن بازيافت شد.  مخزن 1چاه تزريقي و 4چاه توليدي دارد.خصوصيات مخزن XF به قرار زير است: تراوايي اشباع نفت تخلخل مؤثر ويسکوزيته دما ضخامت عمق m.d 15 74.8 درصد 36 درصد cp8-6 48 ft8/6 ft830

خصوصيات کلي مخزن به قرار زير است. در لايه غربي که به نام po معروف است، کار آزمايشي و کار ميداني صورت گرفت. در کار آزمايشگاهي از پليمر سديم هيدرواکسيد استفاده شده است که در نمونه آزمايشگاهي 18.8 درصد نفت موجود (OOIP) در نمونه استخراج شد. کار ميداني در poدر ژوئن 1994 شروع و در 23 سپتامبر 1995 به پايان رسيد که مقدار 18/2 درصد از نفت موجود در مخزن بازيافت شده است. در اين پروژه، چاه تزريقي، 9 چاه بهره‌برداري و 2 چاه مشاهده‌اي حفر شده است. خصوصيات کلي مخزن به قرار زير است. تراوايي اشباع نفت تخلخل مؤثر ويسکوزيته دما ضخامت عمق md10 8/74 % %26 cp5/11 45 ft6/8 ft814

چرا اين روش براي مخازن ايران مناسب نيست روش‌هاي تزريق مواد شيميايي، به علت گران‌بودن مواد تزريقي، معمولاً براي مخازن کوچک mmbbl 50 < ooip مناسب هستند. در هنگام استفاده از پليمرها بايد توجه داشت که اين مواد باعث بسته‌شدن کامل تراوايي سنگ مخزن نشوند. به علت گراني پليمرها، تزريق اين مواد به صورت چرخه‌اي از آب خالص و آب داراي پليمر و به صورت slug صورت مي‌گيرد که براي تأمين فشار و حرکت اين slug، از تزريق آب کمک مي‌گيرند. به علت حساس بودن پليمرها از لحاظ پايداري شيميايي، کاربرد پليمر در شرايط دماي کمتر از 100درجه سانتيگراد است.

سازند: کلمه سازند مترادف کلمه formation به معنی یک یا چند لایه رسوبی که دارای سن و رخساره سنگی مشخصی می باشند و د ر صورت وجود هیدروکربن، مخزن نامیده می شود. کيفيت آب موجود در سازند در تزريق اثر مهمي دارد؛ زيرا يون‌هاي نمکي موجود در آب سازند قابليت‌هاي مواد شيميايي را تغيير مي‌دهند. عامل مهم ديگر جنس مخزن است زيرا سنگ‌هاي کربناته، از کلسيم و منزيم، تشکيل شده‌اند و پليمر بر اين سنگ‌ها تقريباً بي‌تأثير است. در سنگ‌هاي کربناته‌اي که شکافدارند، اين روش استفاده نمي‌گردد؛ چون پليمر در شکافها از دست مي‌رود.

مخازن ايران عمدتاً کربناته شکافدار با دماي بالا هستند مخازن ايران عمدتاً کربناته شکافدار با دماي بالا هستند. به اين دليل روش‌هاي شيميايي در مخازن ايران کارايي چنداني ندارند. نکته ديگر اينکه مخازن ايران داراي تراوايي پايين و وسعت بالا هستند که در نتيجه نياز به مواد شيميايي زيادي دارند که اين عامل به نوبه خود از عوامل مهم محدود کننده استفاده از مواد شيميايي است. همچنين دماي بالاي مخازن موجب از دست‌رفتن خواص پليمر مي‌شود. بنابراين استفاده از مواد شيميايي را نمي‌توان روشي چندان مناسب براي مخازن ايران دانست هر چند که انتخاب روش ازدياد برداشت مستلزم مطالعات و امکان‌سنجي‌هاي دقيق اقتصادي و فني است.

ساختار و خواص ژلهاي پليمري بطور كلي ژلهاي پليمري شامل يك پليمر قابل حل در آب ، عامل ايجاد كننده شبكه ژلي (cross linker)و حلال ( آب ) مي باشد . زماني كه محلول پليمر در آب ، با يك يون فلزي يا عامل آلي به عنوان عامل شبكه ساز تركيب شود محصول به دست آمده كه ژلانت ( gelant ) نام دارد مي تواند در شرايط دمايي و مخزني مورد نظر شبكه سه بعدي ژل پليمري را تشكيل دهد . خاصيت مهم ژلهاي پليمري اين است كه بصورت سيال وارد شكاف و يا ناحيه با نفوذپذيري بالا شده و در آنجا در اثر گذشت زمان بصورت توده جامد در مي آيند و در نتيجه نفوذپذيري آب و يا گاز سازند در اين لايه ها به شدت كاهش مي يابد در حاليكه در نفوذپذيري نفت تغيير چنداني حاصل نمي شود.

ژلهاي پليمري مختلفي كه در صنعت مورد استفاده قرار مي گيرند عبارتند از : · كروميم استات (III) پلي آكريلاميد هيدروليز شده داراي وزن مولكولي بالا · كروميم استات (III) با پلي آكريلاميد هيدروليز شده داراي وزن مولكولي پائين · كروميم پروپيونات (III) با پلي آكريلاميد هيدروليز شده · كروميم لاكتيك / كربوكسيلات با پلي آكريلاميد هيدروليز شده · آلومينيوم سيترات با پلي آكريلاميد هيدروليز شده

انتخاب هر يك از انواع ژل پليمرهاي فوق به عوامل ذيل بستگي دارد : هزينه در دسترس بودن مواد اوليه حساسيت راندمان حاصله به شرايط و تغييرات تركيبات سنگ و سيال زمان بندش ژل پليمر مورد نظر ميزان كاهش نفوذپذيري نسبت به سيال نامطلوب ميزان كاهش نفوذپذيري نسبت به سيال مطلوب ميزان مقاومت ژل پليمر در گراديان فشارهاي بالا در محيط متخلخل (ماتريس) ميزان مقاومت ژل پليمر در گراديان فشارهاي بالا در شكاف ها و حفره ها خواص رئولوژي و فيلتر شدن ژل هاي پليمري توانايي در وارد شدن به شكاف ها و كانالهاي ريز تا اعماق زياد و فاصله بيشتر از دهانه چاه پايداري در برابر دماهاي زياد عوامل زيست محيطي

پليمر هاي محلول در آب براي استفاده در ازدياد برداشت (EOR) ژل يك شبكه پليمري سه بعدي است كه از شبكه اي كردن زنجير هاي پليمري حاصل و با حلال متورم مي شود. خواص مكانيكي آن شبيه به لاستيك طبيعي است با قابليت تغيير فرم زياد و برگشت پذيري تقريباً كامل، ژل هاي مورد استفاده در بازيافت نفت، هيدروژل ها هستند كه شبكه هاي پليمري در آب متورم مي شوند و مقدار قابل ملاحظه اي آب را در ساختارشان نگه مي دارند، اما در آب حل نمي شوند. اين ژل ها حدوداً شامل 3-0/5 درصد پليمرهاي محلول در آب شبكه اي شده است كه آب را 99/5-97 درصد در حالت تعادلي نگه مي دارد.

چنانچه ژل در معرض نيروهايي قرار گيرد كه درجه شبكه اي شدن يا طبيعت آن را تغيير دهد مي تواند باعث به هم خوردن اين تعادل شود كه معمولاً حاصل آن انقباض و خروج آب از ژل است. اين مشخصه syneresis ناميده مي شود كه غالباً در بسياري از سيستم هاي ژلي ميدان نفتي مشاهده شده است. ژل بر اثر انقباض به ذرات كوچكتري كه شكننده هستند، تبديل مي شود. همچنين اگر مقدار شبكه اي كننده اضافي بخصوص يون هاي فلزي استفاده شوند ممكن است پديده syneresis اتفاق بيافتد.

سيستم هاي هيدروژلي مختلف را مي تواند به 2گروه اصلي، سيستم هاي پليمر-شبكه اي كننده فلزي و پليمر- شبكه كننده آلي تقسيم كرد. ژل شدن پليمر هاي محلول در آب با استفاده از يون هاي فلزي چند ظرفيتي مثل كروم، آلومينيوم III و كروم III به طور كامل بررسي شده و در اصلاح ميدان نفتي مورد استفاده قرار گرفته است. شبكه اي كردن فلزي از طريق اتصال يوني بين يون هاي فلزي چند ظرفيتي مثبت و محل هاي با بار منفي پليمر مانند گروه هاي كربوكسيلات PHPA يا بايوپليمرها اتفاق افتد. اولين بار ژل شدن پلي اكريل آميد ها با استفاده از سيترات آلومينيوم به عنوان عامل شبكه اي كننده در سال 1974 گزارش گرديد. از آن به بعد اين سيستم ژلي در چند منطقه با موفقيت اقتصادي بالا بكار رفته است.

اگر سيترات آلومينيوم از قبل با محلول پليميري مخلوط شود عمق نفوذ آن در داخل سازند بخاطر سرعت بالاي تشكيل ژل محدود خواهد بود. اين مساله دليل تزريق متناوب محلول پليمر و سيترات آلومينيوم و يكي از اشكالات اين سيستم است. اشكال مهم ديگر وجود يون هاي دو ظرفيتي موجود در آب است كه سبب مي شود آلومينيوم-پلي اكريل آميد قبل از ژل شدن، رسوب كند. ژل شدن پليمر هاي محلول در آب با كروم III به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است كه اساساً شامل دو سيستم ( پليمر-دي كرومات-عامل احيا كننده ) و (پليمر-سيستم كروم كمپلكس شده) مي باشد. كروم موجود در كرومات به حالت VI است و در اين حالت قادر به شبكه اي كردن پليمر نيست. عامل احيا كننده با دي كرومات تشكيل تكه هاي فعال كروم III را مي دهد و ژل شدن از طريق ايجاد اتصال يوني آغاز مي شود.

ژل كردن مخلوط پلي اكريل آميد با وزن مولكولي پايين (0/5 درصد مولي هيدروليز) و استات كروم در آب درياي مصنوعي در دماي 124 سه ساعت طول مي كشد و ژل حاصل به مدت 900 روز پايدار است. مقدار شبكه اي كننده طوري انتخاب مي شود كه محلول پليمري همين كه مقصد نهايي اش در مخزن برسد به ژل تبديل مي شود. هنگامی که محلول های پلیمری و سورفکتانتی از لحاظ عملکردی مقایسه می شوند، می توان چنین نتیجه گیری نمود. که سورفکتانت از لحاظ بازدهی مطلوب تر است.

(دكتر وثوقي) در اين ارتباط، يك نوع پليمر كشف كرد (دكتر وثوقي) در اين ارتباط، يك نوع پليمر كشف كرد. اين پليمر خاصيت جالبي دارد؛ يعني موقعي كه مي‌خواهيم ژل درست كنيم، يك يون فلزي را (يون كروميوم يا آلومينيم يا آهن) به عنوان متصل‌كننده در مولكول به‌كار مي‌بريم و يك ساختار سه بعدي را ايجاد مي‌كنيم كه وقتي آب در داخل اين ساختار به تله مي‌افتد، خاصيت ژلي ايجاد مي‌شود. ولي پليمر جديد، ديگر نيازي به يون فلزي ندارد (يون‌هاي فلزي سنگين به‌خصوص يون كروميم خاصيت سمي داشته و بر روي مخازن آب زيرزميني اثر سوء دارد) و خودبخود به ژل تبديل مي‌شود. اين تبديل با تغيير PH صورت مي‌گيرد؛ يعني با افزايش غلظت H و پائين آمدن PH، پليمر به ژل تبديل مي‌گردد و با بالا رفتن PH با افزودن آمونياك NaOH، ژل ساختار سه بعدي خود را از دست داده و تبديل به آب مي‌شود. اين روش در تزريق نيز كاربرد عمده‌اي دارد. وقتي وارد آب است، PH پايين مي‌آيد و اگر اين پليمر در آن منطقه باشد، به‌صورت ژل بسته مي‌شود و ديگر نيازي به افزودن مواد ديگر نيست.

مطالعه آزمايشگاهی تزريق آب و پليمر در محيط هاي متخلل شكافدار با استفاده از ميكرومدل : مطالعات مختلفی بر روی آب و پليمر در محيط های متخلخل شکاف دار انجام شده است؛ اما در اين مطالعات اثر خواص هندسی شکاف مانند طول، جهت و توزيع شکاف بر ضريب بازيافت نفت به خوبی بررسی نشده است . سيستم ميکرومدل توانايی خوبی برای انجام این نوع از مطالعات را داراست. ميکرومدل شيشه ای، شبکه شفافی از تخلخل ها و دهانه ها (و در اين مطالعه، شکاف ها)است که برخی از پيچيدگي های محيط متخلخل طبيعی را شبيه سازی مي کند. در اين مطالعه چندين الگوي ميکرو مدل شيشه ای شکاف دار با خواص هندسی مختلف برای شکاف، به منظور شبيه سازی اثر خواص هندسی شکاف بر ميزان بازيافت نفت، طراحی و ساخته شده است. آب و محلول پليمر (با غلظت های مختلف 1000، 1500 و2250 ppm) در دبي هاي مختلف به الگوهای مختلف ميکرومدل شيشه ای شکاف دار با خواص هندسی متفاوت به منظور جابه جايی نفت خام با درجه API معادل 8/19 تزريق شد.

بخش های مختلف دستگاه

بخش های مختلف دستگاه پمپ Quizix: پمپ هاي بسيار دقيقي هستند كه براي تزريق سيال از آن ها استفاده مي شود. دقت این پمپ ها cc/min 0001/0 است و به وسيله كامپيوتر كنترل مي شوند. ظرف انتقال: ظرفي است كه به منظور نگه داري سيال تزريقي از آن استفاده مي شود و در برابر فشار بالا، توانايي مقاومت دارد. ظرف تامين آب : اين ظرف از آب مقطر پر شده و آب مورد نياز پمپ را در طول فرآيند تزريق تأمين می کند.

شرح آزمايش ها و نتايج الگوهاي شكاف دار ميكرومدل طراحي شده، ابتدا با نفت مخزن سروك (يكي از ميادين هيدروكربوري كشور) با درجه سبكي API 8/19، اشباع شده و سپس آب يا پليمر با غلظت هاي مختلف به اين الگوها تزريق گرديد. در اين آزمايشها پليمری از نوع: پلی اكريل آميد با نام تجاري (DRISPAC Superlo LOT 2106) استفاده شد. چگالي و گرانروي محلول پليمر با غلظتهای مختلف در جدول نشان داده شده است. )cp ) ویسکوزیته gr/cm3 چگالی ماده 0/9384 1/008 آب 1/442689 پلیمر نوع 1(غلظت1000ppm) 1/980195 1/012 پلیمر نوع2(غلظت1500ppm) 4/151635 1/016 پلیمر نوع3(غلظت2250ppm)

به منظور بررسي اهداف ذيل، بيش از 20 آزمايش بر روي 4 الگوي نشان داده شده در شكل بعد انجام گرديد: 1. مقايسه اثر تزريق آب و پليمر بر بازيافت نفت 2. تاثير غلظت پليمر بر بازيافت نفت 3. اثر دبی تزريق بر ميزان بازيافت نفت 4. اثر جهت شکاف بر ميزان بازيافت نفت 5. اثر طول شکاف بر ميزان بازيافت نفت 6. اثر نحوه توزيع شکاف بر ميزان بازيافت نفت

نمايي از الگوهاي شكا فدار طراحي و استفاده شده در اين مطالعه الگو با شکاف افقی الگو با شکاف مایل ( 45 درجه) الگو با شکاف افقی با طول نصف الگو با شکاف توزیع شده

ميزان بازيافت نفت به ازاي حجم آب و پليمر تزريقي نتايج نشان می دهد که در هر دو الگو، پليمر نسبت به آب منجر به بازيافت بيش تری شده است. این پدیده می تواند با کاهش تحرک پلیمر نسبت به آب در اثر افزايش گرانروی توجیه گردد.

2. اثر غلظت پليمر در اين بخش محلول پليمر با غلظت هاي 1000، 1500 و 2250ppm ، به دو نوع الگوي شكاف دار افقي و مايل تزريق شد و ميزان بازيافت نفت در غلظت هاي مختلف با هم مقايسه گرديد. نتايج نشان ميدهد كه در هر دو الگو، با افزايش غلظت پليمر ميزان بازيافت افزايش مي يابد. همانگونه که در مقايسه تزريق آب و پليمر ذکر شد، علت اين اختلاف در بازيافت نفت ، همان تفاوت در ميزان تحرک در اثر افزايش گرانروی است.

ميزان بازيافت نفت به ازاي حجم آب و پليمر تزريقي در الگوي شكاف دار مايل

ميزان بازيافت نفت به ازاي حجم پليمر تزريقي با غلظتهاي مختلف در الگوي شكافدار افقي

ميزان بازيافت نفت به ازاي حجم پليمر تزريقي با غلظت هاي مختلف در الگوي شكاف دار افقي مايل

3. اثر دبی تزريق پليمر با غلظت ppm 2250، با دو دبی 0/0002 و 0/0005cc/min به الگو با شکا فهای توزيع شده تزريق گرديد. نتايج اين آزمايش ها در شکل زیر آمده است. نتايج نشان می دهد که دبی کم تر منجر به بازيافت نفت بيش تری شده است. در دبی کم تر سيال فرصت بيش تری برای روبيدن نقاط مختلف الگو قبل از رسيدن به انتهای آن را داراست؛ در نتيجه می تواند وارد فضاهای بيشتری شده و بازيافت بي شتری ايجاد نمايد.

4. اثر جهت شکاف در اين سری آزمايش ها دو الگوی ميکرومدل يکی با شکاف افقی و ديگری با شکاف 45 درجه مورد مقايسه قرار گرفت. پليمر با غلظت هاي 1000، 1500، 2250 ppm به اين دو الگو تزريق و ميزان بازيافت نفت مشخص گرديد. نتايج در جدول زیر نشان داده شده است. مقايسه نتايج نشان مي دهد كه در تمامي غاظت ها، بازيافت در الگو با شكاف 45 درجه بيش از الگو با شكاف افقي است. به علت بالا بودن نفوذ پذيري شكاف در مقايسه با ماتريس، سيال پس از رسيدن به شكاف با سرعت بيشتري در آن حركت مي نمايد. در شكاف افقي اين حرکت به صورت افقی می باشد.

5. اثر طول شکاف در اين بخش از دو الگو با شکاف افقی که در يکی طول شکاف نصف ديگری است، استفاده شد. در هر دو الگو پليمر با غلظت ppm 1000 مورد استفاده قرار گرفت اين نتيجه می تواند به اين صورت توجيه گردد که هرچه شکاف طولانی تر باشد، از آنجايي که سيال در شکاف راحتتر و با سرعت بيشتری حرکت می کند، بخش بيشتری از ماتريس از مسير روبيده شدن خارج می گردد؛ در نتيجه ميزان بازيافت نفت کاهش می يابد.

6. اثر توزيع شکاف اثر توزيع شكاف بر بازيافت نفت به وسيله طراحي الگوي شكاف دار با سه شكاف كوچك كه مجموع طولشان برابر با طول شكاف افقي در الگوي ديگر بود، مورد ارزيابي قرار گرفت. تزريق پليمر به اين دو الگو با غلظت ppm 1000 صورت گرفت. شكل زیر نتيجه را نشان مي دهد.

نتايج 1. تزريق محلول پليمر با هر غلظتی، نسبت به تزريق آب منجر به بازيافت نفت بيشتري مي شود. اين ميزان با افزايش غلظت پليمر افزايش می يابد. 2. با افزايش دبی تزريق، از ميزان بازيافت كاسته مي شود كه مي تواند به علت كاهش زمان براي سيلاب زني بهتر الگو باشد. 3. خصوصيات هندسي شكاف، عوامل مهمي در تعيين ميزان بازيافت نفت در محيط های شکافدار می باشند. بنابراين در مطالعه اين گونه محيط ها اين عوامل بايد در نظر گرفته شوند. 4. با افزايش زاويه بين شكاف و محل تزريق، بازيافت نفت افزايش مي يابد. اين مسأله در حفر چاه های تزريقی در محيط های شکافدار بايد مورد توجه قرار گيرد. 5. محيطهاي با شكاف طولاني تر، بازيافت نفت كمتري در فرآيند تزريق پليمر دارند. 6. ميزان بازيافت نفت در محيط هاي شكاف دار با شكاف توزيع شده، بيش از محيط هاي شكاف دار با توزيع شدگي كم تر شكاف است