بررسی آزمایشگاهی پدیده مارانگونی حرارتی در بازیافت نفت پسمانده در یک ماتریس شکاف دار

تزریق گاز از جمله روش های ازدیاد برداشت موفق به شمار می رود. اما سیال تزریقی از مسیرهایی حرکت می کند که ممکن است با تمامی نفت مخزن در تماس قرار نگیرد و نفت به تله بیافتد. پدیده مارانگونی می تواند یکی از مکانیزم های موثر در تولید نفت بجامانده باشد که سبب ایجاد جریان همرفتی از نقطه ای با تنش میان رویه کم به سمت نقطه ای با تنش میان رویه زیاد می شود. این تحقیق، مطالعه آزمایشگاهی اثر جریان مارانگونی حرارتی در میزان بازیافت نفت به جامانده درون ماتریس، در یک سیستم ماتریس شکاف دار را گزارش می دهد. آزمایش های مغزه تحت فشار و دمای بالا، در دو حالت «هم دما» و «غیرهم دما» و حالت رژیم تزریق غیرامتزاجی انجام شده است تا سطح تماس بین فازها حفظ شود. در شرایط هم دما، گرادیان دمایی وجود ندارد و درجه آزادی صفر خواهد بود. لذا جریان مارانگونی وجود ندارد. اما در شرایط غیرهمدما براساس جهت شیب گرادیان تنش میان رویه، این جریان می تواند سبب تولید و یا مانع از آن شود. با تحلیل و بررسی اعداد بدون بعد، نقش نیروهای ثقلی، گرانرو و موئینه و همچنین نیروهای نفوذ مولکولی مشخص گردیده است. از این رو، آزمایش ها به گونه ای طراحی شده اند که از نظر تعادل نیروهای ثقلی، گرانرو و موئینه هم ارز باشند و بتوان نقش جریان مارانگونی را از مقایسه میزان بازیافت، تحقیق کرد. همچنین به دلیل کاربرد گسترده ی دی اکسید کربن از این گاز برای تزریق استفاده شده است. آزمایش های انجام شده، نشان می دهد که جریان مارانگونی حرارتی یکی از مکانیزم های موثر در بازیافت نفت، تحت فشار و دمای بالا، می باشد و می تواند با غلبه بر نیروی موئینه سبب حرکت نفت شود. شدت این جریان متناسب با اختلاف دمای گاز و نفت در سطح تماس دو سیال می باشد. افزایش یا کاهش میزان بازیافت نسبت به آزمایش های هم دما، نشانگر نقش این مکانیزم درون محیط متخلخل است.

Keywords:

تزریق گاز درون شکاف , جریان مارانگونی , جریان مارانگونی حرارتی , تزریق غیرامتزاجی , ازدیاد برداشت