6.3.3.1 metode chimice
metodele chimice includ inundarea polimerilor, inundarea surfactanților (micelari sau polimeri și microemulsii) și procesele de inundații alcaline. Polymer flooding (polimer augmented waterflooding) este waterflooding în care polimerii organici sunt injectați cu apă pentru a îmbunătăți eficiența de curățare orizontală și verticală. Procesul este conceptual simplu și ieftin, iar utilizarea sa comercială este în creștere, în ciuda producției potențiale incrementale de petrol relativ mici. Inundarea surfactantului este complexă și necesită teste detaliate de laborator pentru a sprijini proiectarea proiectului pe teren. După cum demonstrează testele pe teren, are un potențial excelent pentru îmbunătățirea recuperării uleiului cu vâscozitate scăzută până la vâscozitate moderată. Inundarea surfactantului este costisitoare și a fost utilizată în câteva proiecte la scară largă. Inundațiile alcaline au fost utilizate numai în acele rezervoare care conțin tipuri specifice de uleiuri brute cu număr ridicat de acizi.
inundarea Microemulsiei (inundarea micelară / emulsie) se referă la un proces de injecție a fluidului în care o soluție stabilă de ulei, apă și unul sau mai mulți agenți tensioactivi împreună cu electroliți de săruri este injectată în formație și este deplasată de o soluție tampon de mobilitate (Reed și Healy, 1977; Dreher și Gogarty, 1979). Injectarea apei la rândul său deplasează tamponul de mobilitate. În funcție de mediul rezervorului, poate fi utilizată sau nu o pre-inundație. Microemulsia este cheia procesului. Uleiul și apa sunt deplasate înaintea melcului de microemulsie și se dezvoltă o bancă stabilizată de ulei și apă. Mecanismul de deplasare este același în condiții de Recuperare secundară și terțiară. În cazul secundar, apa este fluidul primar produs până când banca de ulei ajunge la fântână.
inundarea convențională a apei poate fi adesea îmbunătățită prin adăugarea de polimeri (inundarea polimerilor) la apa de injecție pentru a îmbunătăți raportul de mobilitate dintre fluidele injectate și cele din loc. Soluția de polimer afectează debitele relative ale uleiului și apei și mătură o fracțiune mai mare a rezervorului decât apa singură, contactând astfel mai mult din ulei și mutându-l în puțurile de producție. Polimerii utilizați în prezent sunt produși atât sintetic (poliacrilamide), cât și biologic (polizaharide). Polimerii pot fi, de asemenea, reticulați in situ pentru a forma fluide foarte vâscoase care vor devia apa injectată ulterior în diferite straturi de rezervor.
inundarea polimerilor are cea mai mare utilitate în rezervoarele eterogene și în cele care conțin uleiuri moderat vâscoase. Rezervoarele de petrol cu raporturi adverse de mobilitate a apei au un potențial de recuperare crescută a uleiului printr-o eficiență mai bună de curățare orizontală. Rezervoarele eterogene pot răspunde favorabil ca urmare a eficienței îmbunătățite a măturării verticale. Deoarece eficiența deplasării microscopice nu este afectată, creșterea recuperării peste fluxul de apă va fi probabil modestă și limitată în măsura în care eficiența măturării este îmbunătățită, dar costul incremental este, de asemenea, moderat. În prezent, inundarea polimerilor este utilizată într-un număr semnificativ de proiecte de teren comercial. Procesul poate fi utilizat pentru a recupera uleiurile cu vâscozitate mai mare decât cele pentru care ar putea fi luată în considerare o inundație de surfactant.
inundarea surfactantului este un proces cu mai multe melci care implică adăugarea de substanțe chimice active la suprafață în apă. Aceste substanțe chimice reduc forțele capilare care prind uleiul în porii stâncii. Melcul surfactant deplasează majoritatea uleiului din volumul rezervorului contactat, formând o bancă de ulei–apă care curge, care se propagă înaintea melcului surfactant. Principalii factori care influențează designul melcului surfactant sunt proprietățile interfaciale, mobilitatea melcului în raport cu mobilitatea băncii ulei–apă, persistența proprietăților acceptabile ale melcului și integritatea melcului în rezervor.
inundarea alcalină adaugă substanțe chimice alcaline anorganice, cum ar fi hidroxidul de sodiu, carbonatul de sodiu sau ortosilicatul de sodiu, în apă pentru a spori recuperarea uleiului prin unul sau mai multe dintre următoarele mecanisme: reducerea tensiunii interfaciale, emulsificarea spontană sau modificarea umectabilității (Morrow, 1996). Aceste mecanisme se bazează pe formarea in situ a agenților tensioactivi în timpul neutralizării acizilor petrolieri din țiței de către substanțele chimice alcaline din fluidele de deplasare. Deși emulsificarea în procesele de inundare alcalină scade mobilitatea fluidului de injecție într-o anumită măsură, emulsificarea singură poate să nu ofere o eficiență adecvată de măturare. Uneori, polimerul este inclus ca o substanță chimică auxiliară de control al mobilității într-un flux de apă alcalin pentru a spori orice îmbunătățire a raportului de mobilitate datorată emulsiilor generate de alcaline.deplasarea fluidului miscibil (deplasare miscibilă) este un proces de deplasare a uleiului în care un alcool, o hidrocarbură rafinată, un gaz petrolier condensat, dioxid de carbon, gaz natural lichefiat sau chiar gaze de eșapament este injectat într-un rezervor de ulei, la niveluri de presiune astfel încât gazul injectat sau alcoolul și uleiul din rezervor sunt miscibile; procesul poate include injectarea simultană, alternativă sau ulterioară a apei.
procedurile pentru deplasarea miscibilă sunt aceleași în fiecare caz și implică injectarea unui melc de solvent care este miscibil cu uleiul din rezervor, urmat de injectarea fie a unui lichid, fie a unui gaz pentru a curăța orice solvent rămas. Trebuie recunoscut faptul că melcul miscibil al solventului se îmbogățește cu ulei pe măsură ce trece prin rezervor și compoziția sa se schimbă, reducând astfel acțiunea eficientă de curățare. Cu toate acestea, modificările compoziției fluidului pot duce, de asemenea, la depunerea de ceară, precum și la depunerea constituenților de asfalten. Prin urmare, se recomandă prudență.
alți parametri care afectează procesul de deplasare miscibilă sunt lungimea rezervorului, rata de injecție, porozitatea și permeabilitatea matricei rezervorului, dimensiunea și raportul de mobilitate al fazelor miscibile, efectele gravitaționale și reacțiile chimice. Inundațiile miscibile care utilizează dioxid de carbon, azot sau hidrocarburi ca solvenți miscibili au cel mai mare potențial pentru recuperarea îmbunătățită a uleiurilor cu vâscozitate scăzută. Inundațiile comerciale miscibile cu hidrocarburi au fost operate încă din anii 1950, dar inundațiile miscibile cu dioxid de carbon pe scară largă sunt relativ recente și se așteaptă să aducă cea mai semnificativă contribuție la recuperarea îmbunătățită miscibilă în viitor.
dioxidul de Carbon este capabil să deplaseze multe uleiuri brute, permițând astfel recuperarea majorității uleiului din roca rezervorului care este contactată (dioxid de carbon-inundații miscibile). Dioxidul de carbon nu este inițial miscibil cu uleiul. Cu toate acestea, pe măsură ce dioxidul de carbon intră în contact cu țițeiul in situ, acesta extrage o parte din constituenții de hidrocarburi ai țițeiului în dioxidul de carbon și dioxidul de carbon este, de asemenea, dizolvat în ulei. Miscibilitatea se realizează în fața deplasării atunci când nu există interfețe între amestecul de dioxid de carbon îmbogățit cu hidrocarburi și uleiul îmbogățit cu dioxid de carbon. Astfel, printr-un proces dinamic (cu contact multiplu) care implică transferul de masă interfazic, deplasarea miscibilă depășește forțele capilare care altfel captează uleiul în porii rocii.
în unele aplicații, în special în rezervoarele de carbonat (calcar, dolomită și chert/cuarț cu granulație fină) unde este probabil să fie utilizat cel mai frecvent, dioxidul de carbon poate pătrunde prematur în puțurile producătoare. Când se întâmplă acest lucru, pot fi luate măsuri de remediere folosind controale mecanice în puțurile de injecție și producție pentru a reduce producția de dioxid de carbon. Cu toate acestea, producția substanțială de dioxid de carbon este considerată normală. În general, acest dioxid de carbon produs este reinjectat, adesea după prelucrare pentru a recupera hidrocarburi ușoare valoroase.
pentru unele rezervoare, miscibilitatea dintre dioxidul de carbon și ulei nu poate fi realizată și depinde de proprietățile uleiului. Cu toate acestea, dioxidul de carbon poate fi utilizat în continuare pentru a recupera ulei suplimentar. Dioxidul de carbon umflă uleiurile brute, crescând astfel volumul spațiului porilor ocupat de ulei și reducând cantitatea de ulei prinsă în pori. De asemenea, reduce vâscozitatea uleiului. Ambele efecte îmbunătățesc mobilitatea uleiului. Inundațiile nemiscibile cu dioxid de Carbon au fost demonstrate atât în proiectele pilot, cât și în cele comerciale, dar, în general, se așteaptă ca acestea să aducă o contribuție relativ mică la EOR.
soluția GOR pentru țițeiul carbonat trebuie măsurată în mod normal și reprezentată grafic ca GOR în volum pe volum față de presiune. Cu cât este mai mare solubilitatea dioxidului de carbon în ulei, cu atât este mai mare creșterea soluției GOR. De fapt, creșterea GOR este de obicei paralelă cu creșterea factorului de volum de formare a uleiului datorită umflăturii. Trebuie remarcat faptul că gazul din orice experiment GOR nu este dioxid de carbon, ci conține hidrocarburi care s-au vaporizat din faza lichidă. În consecință, indiferent dacă GOR este măsurat într–o celulă presiune–volum-temperatură sau dintr-un experiment cu tub subțire, trebuie efectuată o analiză compozițională pentru a obține compoziția gazului, precum și cea a fazei lichide de echilibru. Dacă valorile măsurate reale nu sunt disponibile, corelația dezvoltată pentru țițeiul care conține gaze dizolvate poate fi utilizată, dar oferă doar valori aproximative în cel mai bun caz. Deoarece densitatea gazelor pure este o funcție de presiune și temperatură, pentru țițeiul saturat cu gaze, densitatea din zona de amestecare trebuie specificată în funcție de compoziția presiunii și a zonei de amestecare.
