طراحی سامانه مهار تولید ماسه به کمک آنالیز توزیع اندازه ذرات در دو مخزن نفتی جنوب غربی ایران

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری، گروه مهندسی نفت، پردیس بین المللی کیش, دانشگاه تهران، تهران

2 استاد، انستیتو مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، تهران

3 استادیار، انستیتو مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، تهران

4 کارشناسی ارشد، انستیتو مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، تهران

چکیده

تولید ماسه از چاه‌های نفت و گاز، پدیده‌ای است که برداشت از بسیاری از میادین هیدروکربوری را با چالش‌ جدی مواجه می‌کند. از این رو، شیوه‌های آزمایشگاهی گوناگونی برای طراحی دقیق‌تر سامانه‌ها و روش‌های کنترل تولید ماسه درون چاه یا مخزن توسعه یافته‌اند. معمولا برای طراحی بسترهای متخلخل کنترل تولید ماسه، ابتدا مغزه‌هایی از درون چاه تهیه می‌شود، سپس توزیع اندازه ذرات به کمک دستگاه الک تَر و دانه‌بندی لیزری تعیین می‌شود. بستر ماسه‌ای باید به گونه‌ای طراحی ‌شود که با دانه‌بندی سازند مطابقت داشته باشد. هر چند محدودیت‌های عملیاتی و اقتصادی باعث می‌شود که با استفاده از چند نمونه آنالیز توزیع اندازه ذرات ماسه، محدوده اندازه دانه‌بندی ذرات ماسه برای استفاده در تحقیقات آزمایشگاهی آتی با هدف تعیین پارامترهای تاثیرگذار بررسی شود. در این مقاله، نمونه‌های مغزه از 18 حلقه چاه مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. توزیع اندازه ذرات ماسه در این نمونه‌ها مورد تحلیل دقیق آماری قرار گرفته است. از میان 18 نمونه مورد بحث تعداد 4 نمونه جورشدگی خوب متوسط و 5 نمونه جورشدگی متوسط و 7 نمونه جورشدگی بد و 2 نمونه جورشدگی بسیار بد داشته‌اند. مقدار متوسط ضریب یکنواختی ذرات ماسه در نمونه‌ها معادل 568/2 تعیین شد که بیانگر یکنواختی ماسه‌های آنالیز شده است. برای تخمین اندازه روزنه توری و به کارگیری آن در کوپن دستگاه نگهداشت ماسه میزان اندازه کمینه و بیشینه حدود 614/0 تا 2495/1 میلی‌متر تعیین شد. نتایج این پژوهش ممکن است در طراحی و انتخاب سامانه‌های کنترل تولید ماسه استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Design of A Sand Production Control System Using Particle Size Distribution Analysis in Two Oil Reservoirs in Southwestern Iran

نویسندگان [English]

  • H. Ghobadi 1
  • S. Riahi 2
  • A. Nakhaee 3
  • A. Madadizadeh 4
1 Ph.D, Dept. of Petroleum Engineering, Kish International Campus, University of Tehran, Kish, Iran
2 Professor, Institute of Petroleum Engineering, School of Chemical Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Iran
3 Assistant Professor, Institute of Petroleum Engineering, School of Chemical Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Iran
4 M.Sc, Institute of Petroleum Engineering, School of Chemical Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Iran
چکیده [English]

Sand production is one of the serious challenges in the petroleum industries all around the world which could damage the productivity of wells. In this regard, laboratory methods are being conducted to control sand production before using sand controlling systems or conventional methods to control sand production in wells or reservoirs.  Particle size distribution (PSD) is essential to perform laboratory experiments needs. PSD is determined by screening and laser granulation analysis or wetting sieve device. In this paper, the PSD of sand particles from core samples in 18 wells has been analyzed. Selected wells and their PSD of cores represent a wide range of wells with sand production problems in two important oil reservoirs in southwestern Iran. The sand PSD in these samples has been analyzed statistically. Among the 18 samples discussed, 4 had moderately well-sorting, 5 moderately sorting, 7 poorly sorting, and 2 very poorly sorting. The average value of the uniformity coefficient of sand particles in the samples was equal to 2.568, indicating the uniformity of the analyzed sands. The 0.614 to 1.2495 mm was determined as a minimum and maximum size to estimate the size of the slot width for designing coupons of the sand retention teste (SRT)s apparatus. The results of this study can be used in the design and selection of sand production control devices.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sand Production
  • Sand Control
  • Particle Size Distribution (PSD)
  • Sand Production Control Devices
  • Sand Retention Test (SRT)

مراجع

  1. Matanovic, D., Cˇikes, M., and Moslavac, B. (2012). “Sand Control in Well Construction and Operation”. Springer Environmental Science and Engineering, 22-26 and 49-54.
  2. Selley, R. (2000). “Applied sedimentology, Academic Press”. pp. 523.
  3. Lewis, D. W., and McConchie, D. (1994). “Analytical sedimentology”. Chapman & Hall, pp. 197.
  4. Whalley, W. L. (1972). “The description and measurement of sedimentary particles and the concept of form”. Journal of Sedimentary Petrology, 42: 961-965.
  5. Houshmand, H., Taheri, M. R., and Amiri, H. (2018). “Granulation analysis of Produced Sand Samples Well”. NIOC (National Iranian Oil Company), Report No. P-83438.
  6. Trask, P. D. (1930). “Mechanical analysis of sediment by centrifuge”. Economic Geology, 25: 581-599.
  7. Krumbein, W. C. (1934). “Size frequency distributions of sediments, Journal of Sedimentary Petrology”.4: 65-77.
  8. Wentworth, C. K. (1922). “A scale of grade class terms for clastic sediments”. Journal of Geology, 30: 377-392.
  9. اصفهانی، م. ر.، هاشمی، س. م.؛ 1387؛ "مطالعه نحوه توزیع ذرات در یکی از میادین ماسه ای ایران". پژوهش نفت، سال هجدهم, شماره 57 ، ص 24-17.
  10. Fattahpour, V., Maciel, V., Mahmoudi, M., Chen, K., Nouri, A., and Leitch, M. (2017). “Classification of Alberta Oil Sand Based on Particle Size Distribution for Sand Control Design and Experimental Application”. Society of Petroleum Engineers, SPE-185000-MS.
  11. Fattahpour, V., Azadbakht, S., Mahmoudi, M., Guo, Y., and Nouri, A. (2016). “Effect of Near Wellbore Effective Stress on the Performance of Slotted Liner Completions in SAGD Operations”. Society of Petroleum Engineers, SPE-182507-MS.
  12. Mahmoudi, M., Fattahpour, V., Nouri, A., and Rasoul, S. (2016). “Investigation into the use of Commercial Sands and Fines to Replicate Oil Sands for Large – Scale Sand Control Testing”. Society of Petroleum Engineers, SPE-182517-MS.
  13. Roostaei, M., Kotb, O., Mahmoudi, M., Fattahpour, V., Wang, C., Nouri, A., and Fermaniuk, B. (2018). “An Experimental Investigation into Gravel Pack Performance in Steam-Drive Operations”. Society of Petroleum Engineers, SPE-190125-MS.
  14. Mahmoudi, M., Fattahpour, V., Nouri, A., Yao, T., Anne Baudet, B., Leitch, M., and Fermaniuk, B. (2016). “New Criteria for Slotted Liner Design for Heavy Oil Thermal Production”. Society of Petroleum Engineers, SPE-182511-MS.
  15. Ghasemi, K., Mahmoudi, M., Roostaei, M., Fattahpour, V., Soroush, M., and Nouri, A. (2018). “Determination of Particle Shape and Size Distribution from Micro X-Ray CT Scans for Petrophysical Evolution and Sand Control Design”. Society of Petroleum Engineers, SPE-191193-MS.
  16. [16] Houshmand, H., Taheri, M. R., and Bavi, A. (2018). “Granulation analysis of Produced Sand Samples Well”. NIOC (National Iranian Oil Company), Report No. P-9528.
  17. Houshmand, H., Taheri, M. R., and Bavi, A. (2018). “Granulation analysis of Produced Sand Samples Well”. NIOC (National Iranian Oil Company), Report No. P-9645.
  18. Houshmand, H., and Taheri, M. R. (2016). “Granulation analysis of Produced Sand Samples Well”. NIOC (National Iranian Oil Company), Report No. P-8694.
  19. Houshmand, H., Taheri, M. R., and Bavi, A. (2017). “Granulation analysis of Produced Sand Samples Well”. NIOC (National Iranian Oil Company), Report No. P-8716.
  20. Houshmand, H., Taheri, M. R., and Bavi, A. (2018). “Granulation analysis of Produced Sand Samples Well”. NIOC (National Iranian Oil Company), Report No. P-95278.
  21. Houshmand, H., Taheri, M. R., and Bavi, A. (2018). “Granulation analysis of Produced Sand Samples Well”. NIOC (National Iranian Oil Company), Report No. P-9646.
  22. Houshmand, H., Taheri, M. R., and Bavi, A. (2016). “Granulation analysis of Produced Sand Samples Well”. NIOC (National Iranian Oil Company), Report No. P-8716.
  23. Gorączko, A., and Topoliński, S. (2020). “Particle Size Distribution of Natural Clayey Soils: A Discussion on the Use of Laser Diffraction Analysis (LDA)”. Journal of Geosciences, 10: 55.
  24. Folk, R. L. (1954). “The distinction between grain size and mineral composition in sedimentary rock nomenclature”. Journal of Geology, 62: 344-359.
  25. Folk, R. L. (1974). “Petrology of sedimentary rocks”. Hemphill Publishing Co, pp. 182.
  26. Veisi, I. (2016). “Petrophysical Evaluation of Well”. NIOC (National Iranian Oil Company), Report No. P-8456.
  27. Kamari, M. (2019). “Petrophysical Evaluation of Well”. NIOC (National Iranian Oil Company), Report No. P-9816.
  28. Homeilynejad, M. (2015). “Petrophysical Evaluation of Well”. NIOC (National Iranian Oil Company), Report No. P-8175.
  29. Bellarby J. (2009). “Well completion design”. 1st Ed., Developments In Petroleum Science, Elsevier, 56: 162-178.
  30. Coberly, C. J. (1937). “Selection of screen openings for unconsolidated sands”. American Petroleum Institute, In Drilling and Production Practice.
  31. Suman, G. O. Jr., Ellis, R. C., and Snyder, R. E. (1983). “Sand control handbook”. 2nd Edn. Gulf Publishing, Houston.
  32. Kaye, B. H. (1993). “Fractal dimensions in data space; new descriptors for fine particle systems”. Particle & Particle Systems Characterization, 4(10): 191-200.
  33. Fermaniuk, B. (2013). “Sand Control in Steam Assisted Gravity (SAGD) Wellbores (Unpublished master’s thesis)”. University of Calgary, Calgary, AB. DOI:10.11575/PRISM/27707.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 21 اسفند 1399
  • تاریخ بازنگری: 14 تیر 1400
  • تاریخ پذیرش: 25 اردیبهشت 1400

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار