مطالعه آزمايشگاهي فرآيند تزريق آب به نمونه سنگ مخزن ماسه‌اي با رويكرد اثر شكاف بر اندازه‌گيري آسيب‌ديدگي سازند

Experimental Studies of Water Injection Process into Sandstone Reservoir Rock Sample with an Emphasis on Created Fracture Effect on Formation Damage

طبیعت برخی فرآیندهای انجام شده در سازند، مانند فرآیندهای تزریق آب به گونه ای است كه تا حدودی، آسیب وارده ناشی از آنها به سازند، غیر قابل اجتناب می نماید. یكی از مهمترین مباحث در این موضوع، تخمین و برآورد این آسیب دیدگی در سازند می‌باشد. در این مقاله تكیه اصلی بر روی اثرپذیری پارامترهایی نظیر فشار و ذرات معلق در آب تزریقی است كه در ادامه سعی می‌گردد اثر شكاف ایجاد شده در نمونه سنگ مخزن بواسطه پارامترهای فوق، در مدل فیزیكی از دیدگاه آسیب‌دیدگی سازند مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقیق با انتخاب نمونه مغزه‌های ماسه‌ای یكی از میادین نفتی ایران كه در حال تزریق آب به آبده مخزن می باشد سعی گردیده مدل فیزیكی مخزن توسط نمونه های فوق در آزمایشگاه شبیه‌سازی گردد. با توجه به عدم كیفیت مناسب آب و وجود املاح و ذرات بالا در آب تزریقی، بر خلاف انتظار آسیب دیدگی محسوس در نتایج آزمایشگاهی مشاهده نگردید. هر چند كاهش نفوذپذیری نامحسوس در نمونه‌های بدون شكاف مشاهده شد اما نكته قابل توجه تغییر ساختار سنگ در هنگام تزریق و عدم افزایش فشار تزریق در نمونه‌های دارای شكاف بود. به عبارتی وجود شكافها و تغییر ساختار سنگ، به خصوص در سنگ‌های ماسه‌ای با سیمان شدگی ضعیف می تواند عاملی جهت حركت ذرات و یا انتقال آسیب‌دیدگی به عمق مخزن و یا اطراف چاه تولیدی باشد. از طرفی عدم یكپارچگی سنگ مخزن و نیروهای جریانی بر ذرات، جدا شدن ذرات و تغییر ساختار سنگ را به دنبال خواهد داشت كه افزایش فشار تزریق را جبران نموده و شرایط یكسانی را با تغییر جریان تزریقی به همراه خواهد داشت. این موضوع می‌تواند تفاوت مشاهدات میدانی را با نتایج آزمایشگاه به همراه داشته باشد. لذا در این تحقیق با فراهم سازی شرایط اطراف چاه و ایجاد مدل فیزیكی مشابه سعی گردید به طور كیفی نیز به منشاء این تفاوت‌ها اشاره شود.  

Water injection process has inevitably been scaling process associated. One of the important discussions in this field is to evaluate formation damage. In the current paper, the effect of some parameters on permeability reduction is investigated. In this study, the fracture effect on formation damage in reservoir rock is studied using a physical model. In addition, injection rate and pressure effects are considered in the physical model. Rock structure and heterogeneity restrict investigating formation damage phenomena. We selected some core samples in one of the oil fields injecting water in aquifer for the simulation of the physical model in laboratory. We tried to perform different scenarios using injected water sample in core flooding process. Although, permeability reduction is observed in no fractured samples, injection pressure increasing is not concluded in injection process in the fractured sample. On the other hand, fracture creation in samples, especially the sandstone sample with weak cementation, can be cause of particle movement or formation damage transfer through reservoir (far from injection well). This subject create problems later after injection especially in production wells where they depend on more parameters e.g. rock structure, texture, pore and particle size distribution, and reservoir heterogeneity.