تاثیر ترکیب درصد مواد اولیه بر میزان تورم ذرات ژل از پیش تشکیل شده

ثقفی, حمید رضا; کاظمی, سید محمد جواد

تاثیر ترکیب درصد مواد اولیه بر میزان تورم ذرات ژل از پیش تشکیل شده

نویسندگان

حمید رضا ثقفی ¹

سید محمد جواد کاظمی ²

¹ رئیس پژوهشهای شیمیایی و حرارتی

² پژوهشگر کارشناسی ارشد مهندسی شیم

چکیده

استفاده از ژل‌های پلیمری یکی از مورد اعتماد‌ترین راه حل‌ها برای بهبود یکپارچگی تولید در مخازن ناهمگن به‌منظور داشتن بازده جارویی بهتر است. در این مقاله، ذرات ژل از پیش تشکیل شده جدید برای کنترل یکپارچگی تولید در میدان نفتی بلال واقع در خلیج فارس تولید شده‌اند. در ساخت این ذرات، سه جزء مونومری شامل آکریل آمید، نمک سدیم 2-متیل 2-پروپان سولفونیک اسید و وینیل پیرولیدون به‌منظور سنتز به روش همبستگی رادیکال‌های آزاد در دمای اتاق و با استفاده از متیلن بیس آکریل آمید به‌عنوان عامل پیونددهنده مولکولی، بکاررفته است. خواص تورمی ذرات ژل از پیش تشکیل شده با افزودن نانورس مونت موریلونیت بهبود داده شد. همچنین، یک عامل پایدار کننده دما برای سازگار کردن ذرات ژل از پیش تشکیل شده با شرایط مخازن بلال نیز افزوده شد. در ادامه ژل های متورم شده را به منظور بررسی پایداری در شرایط مخزن، در دما و شوری مخزن نگهداری شدند. بدین منظور ترکیب درصد 50 نمونه ژل ذره ای از پیش تشکیل شده با انجام طراحی آزمایش به روش پاسخ سطح ساخته شد و در نهایت یک مدل جدید به منظور پیش بینی میزان تورم ژل ذره ای از پیش تشکیل شده براساس درصد وزنی مواد و در شوری های مختلف ارائه شده است. نتایج تحقیق نشان می دهد که عامل اتصال دهنده عرضی تاثیرگذاری بیشتری بر میزان تورم گذاشته و ژل از پیش تشکیل شده با فرمولاسیون بهینه قابلیت تحمل شرایط مخزنی (دمای ˚C82 و شوری 260000 قسمت در میلیون) را دارد.

کلیدواژه‌ها

ذرات ژل قبلا شکل گرفته

سنتز

نسبت تورم

تست برون ترایی

موضوعات

مهندسی پزشکی

عنوان مقاله English

Effect of Component of Preformed Particle Gels on Swelling Ratio

نویسندگان English

hamid reza saghafi ¹

seyyed mohammad javad kazemi ²

¹ Head of Chemical and Thermal Research

² reasercher

چکیده English

Gel treatment is one of the most promising remedy methods to improve conformance in heterogeneous reservoirs for better sweep efficiency. In this paper, new enhanced preformed particle gels (PPGs) for conformance control at the Balal reservoir are introduced. In these PPGs, three species of 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic sodium salt (AMPSNa), acrylamide (AM) and N-vinylpyrrolidone (NVP) monomers have been used to synthesize via free radical crosslinking polymerization at room temperature using N,N-methylenebis (acrylamide) (MBA) as a cross linker. The swelling properties of the PPGs were enhanced by adding the Nano clay Montmorillonite Na+. A temperature stability agent was also used to make these special PPGs compatible with high temperature and salinity reservoir conditions. Then, PPGs were kept in Balal reservoir conditions in order to study their stability in harsh reservoir conditions. To this end, combination of 50 samples of the preformed particle gel has already been constructed by design of experiment using response surface method, and finally a new model for predicting the swelling ratio of the preformed particle gel based on the weight percentage of material and in different salinity is provided. The results of this research show that the crosslink has more influence on the swelling ratio, and PPG with the optimal formulation will able to guarantee the hard reservoir conditions (temperature 82˚C & salinity 260000ppm).

کلیدواژه‌ها English

preformed particle gels

Synthesis

swelling ratio

syneresis test

[1] Bai B., Zhang H., Preformed-particle-gel transport through open fractures and its effect on water flow, SPE Journal, 16, 388-400, 2011.
[2] Imqam A., Bai B., Al Ramadan M., Wei M., Delshad M., Sepehrnoori K., Preformed-Particle-Gel Extrusion Through Open Conduits During Conformance-Control Treatments, SPE Journal, 20, 1083-1093, 2014.
[3] Seright R., Use of preformed gels for conformance control in fractured systems, SPE Journal, 12, 59-65, 1997.
[4] Almohsin A.M., Bai B., Imqam A.H., Wei M., Kang W., Delshad M., Sepehrnoori K., Transport of Nanogel through Porous Media and Its Resistance to Water Flow, SPE Improved Oil Recovery Symposium, Society of Petroleum Engineers, 2014.
[5] Arabloo M., Ziaee H., Lee M., Bahadori A., Prediction of the properties of brines using least squares support vector machine (LS-SVM) computational strategy, Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 50, 123-130, 2015.
[6] Dalrymple E., Water Control Treatment Design Technology, 15th World Petroleum Congress, World Petroleum Congress, 1997.
[7] Bailey B., Crabtree M., Tyrie J., Elphick J., Kuchuk F., Romano C., Roodhart L., Water Control; Oilfield Review, Schlumberger, 30-51, 2000.
[8] H. R. Saghafi, A. Naderifar, S. Gerami; “Improvement In Thermo-Chemical Stability Of Nanocomposite Preformed Particle Gels For Conformance Control In Harsh Oil Reservoir Conditions” Canadian Society For Chemical Engineering, 2016
[9] Elsharafi M.O., Bai B., Effect of Strong Preformed Particle Gel on Unswept Oil Zones/Areas during Conformance Control Treatments, EAGE Annual Conference & Exhibition incorporating SPE Europec, Society of Petroleum Engineers, 2013.
[10] H.R. Saghafi, A. Naderifar, S. Gerami, A. Farasat, " Performance Evaluation of Viscosity Characteristics of Enhanced Preformed Particle Gels (PPGs) ", Iran. J. Chem. Chem. Eng. Vol. 35(3), 83-92, 2016.
[11] Chauveteau G., Tabary R., Le Bon C., Renard M., Feng Y., Omari A., In-depth permeability control by adsorption of soft size-controlled microgels, SPE European Formation Damage Conference, Society of Petroleum Engineers, 2003.
[12] Hamid Reza Saghafi, "Retention characteristics of enhanced preformed particle gels (PPGs) in porous media: Conformance control implications", Journal of Petroleum Science and Engineering 166, 962–968, 2018.
[13] H. R. Saghafi, M. A. Emadi, A. Farasat, M. Arabloo, A. Naderifar, "Performance evaluation of optimized preformedparticle gel (PPG) in porous media", Chemical Engineering Research and Design 112, 175–189, 2016.
[14] Imqam A., Bai B., Optimizing the strength and size of preformed particle gels for better conformance control treatment, Fuel, 148, 178-185, 2015.
[15] Goudarzi A., Zhang H., Varavei A., Taksaudom P., Hu Y., Delshad M., Bai B., Sepehrnoori K., A laboratory and simulation study of preformed particle gels for water conformance control, Fuel, 140, 502-513, 2015.
[16] Bai B., Li L., Liu Y., Liu H., Wang Z., You C., Conformance control by preformed particle gel: factors affecting its properties and applications, SPE Reservoir Evaluation and Engineering, 10, 415-421, 2007.
[17] Bai B., Huang F., Liu Y., Seright R.S., Wang Y., Case study on prefromed particle gel for in-depth fluid diversion, SPE Symposium on Improved Oil Recovery, Society of Petroleum Engineers, 2008.
[18] Qiu, Y., Wu, F., Wei, M., Kang, W., & Li, B. Lessons Learned from Applying Particle Gels in Mature Oilfields. Society of Petroleum Engineers, 2016: doi:10.2118/169161-MS
[19] J. Pu, B. Bai, A. Alhuraishawy, T. Schuman, Y. Chen, and X. Sun, "A Novel Re-Crosslinkable Preformed Particle Gel for Conformance Control in Extreme Heterogeneous Reservoirs" SPE Annual Technical Conference and Exhibition held in Dallas, Texas, 24-26 September 2018.
[20] Muhammad, F., Bai B., Tang T., "Experimental Study of the Interaction between Surfactant and Super Absorbent Polymer Gel", J. of Pet. Sci. and Eng. 90, 159-164, 2012.
[21] A. K. Alhuraishawy, M. Wei, A. A. Alsubaih, Baojun Bai, A. Almansour, "Evaluation of Gel Treatment in Fractured Reservoir Using Embedded Discrete Fracture Model: Experimental and Simulation Investigation", Society of Petroleum Engineers, 12-15 November, Abu Dhabi, UAE, 2018.
[22] C. Duran-Valencia et al., "Development of Enhanced Nanocomposite Preformed Particle Gels for Conformance Control in High-Temperature and High-Salinity Oil Reservoirs," Polymer Journal, vol. 46, no. 5, pp. 277-284, Society of Polymer Science, May 2014.
[23] C. Ozeroglu and A. Birdal, eXPRESS Polymer Lett., 3, 168 (2009).
[24] A. Farasat, M. Vafaie Sefti,S. Sadeghnejad, H. R. Saghafi, "Effects of reservoir temperature and water salinity on the swelling ratio performance of enhanced preformed particle gels", Korean J. Chem. Eng. 34, 1509–1516, 2016.