فرایند تزریق آب و سیلاب‌زنی در سال‌های گذشته به‌عنوان یکی از روش‌های حیاتی برای حفظ فشار مخزن و بهبود جریان نفت به سمت چاه‌های تولیدی شناخته شده است. در این میان، تزریق آب کم‌شور به دلیل دسترسی آسان، هزینه کمتر و سازگاری بیشتر با محیط زیست نسبت به سایر روش‌های تزریقی، به‌طور گسترده‌تری مورد توجه قرار گرفته است. این روش توانایی بهبود برداشت نفت را از طریق مکانیزم‌های مختلفی مانند مهاجرت ذرات رس، تغییر ترشوندگی و تبادل یونی دارد. با وجود اینکه تزریق آب کم‌شور به‌طور کلی به‌عنوان روشی موثر برای افزایش برداشت نفت شناخته می‌شود، چالش‌هایی در شبیه‌سازی و مطالعه این فرایندها وجود دارد که باعث ابهام در برخی از نتایج آزمایش‌ها شده است.
مزایای تزریق آب با شوری کم (LSWF)
فرآیند سیلاب‌زنی و تزریق آب با شوری کم می‌تواند با تغییر ترشوندگی سطح سنگ، کاهش تنش بین سطحی بین نفت و آب، و جابه‌جایی ذرات ریز و قطرات نفت، بازدهی برداشت نفت را بهبود بخشد. این مکانیزم‌ها باعث افزایش کارایی جاروبی و جابه‌جایی می‌شوند که نتیجه آن افزایش تولید نفت و کاهش نسبی تولید آب است. همچنین، تزریق آب با شوری کم می‌تواند پتانسیل تشکیل رسوب و خوردگی آب تزریقی را کاهش دهد که این موضوع منجر به کاهش هزینه‌ها و ریسک‌های عملیاتی می‌شود.
چالش‌های تزریق آب با شوری کم
سیلاب زنی با شوری کم راه‌حلی یکسان برای همه مخازن نیست. این روش نیازمند طراحی دقیق، پایش و ارزیابی مداوم است تا عملکرد آن بهینه شود و از مشکلات احتمالی جلوگیری گردد. برخی از چالش‌های این روش شامل تعیین سطح شوری و ترکیب بهینه آب تزریقی، در نظر گرفتن ناهمگنی و تغییرپذیری ویژگی‌های مخزن و سیالات، مدیریت کیفیت و سازگاری آب، ارزیابی اثرات زیست‌محیطی و اقتصادی، و اندازه‌گیری افزایش برداشت نفت می‌باشند.
تزریق آب با شوری کم در مخازن ماسه‌سنگی
مخازن ماسه‌سنگی به دلیل محتوای بالای رس و حساسیت بیشتر به تغییرات شوری، معمولاً واکنش بهتری به تزریق آب با شوری کم نشان می‌دهند. این روش در چندین میدان ماسه‌سنگی از جمله اسنور (نروژ)، کلیر ریج (بریتانیا)، اندیکات (آلاسکا) و میناغیش اولیت (کویت) با موفقیت اجرا شده است. بهترین روش‌ها برای این مخازن شامل انجام آزمایش‌های آزمایشگاهی و شبیه‌سازی عددی برای تعیین محدوده شوری بهینه و استراتژی تزریق، پایش فشار مخزن، نرخ تولید و شیمی آب، و ارزیابی افزایش برداشت نفت با استفاده از آزمایش‌های ردیاب، گزارش‌های تولید و مدل‌های مخزنی است.
تزریق آب با شوری کم در مخازن کربناته
مخازن کربناته به دلیل محتوای پایین رس و پایداری معدنی بیشتر، واکنش کمتری به تزریق آب با شوری کم نشان می‌دهند. با این حال، در برخی میادین کربناته مانند الشاهین (قطر)، معضود (بحرین)، و ام الشیف (ابوظبی)، این روش به افزایش برداشت نفت کمک کرده است. بهترین روش‌ها در این مخازن شامل شناسایی خواص سنگ و سیال مخزن، تزریق آب با شوری پایین و محتوای کم سولفات برای جلوگیری از رسوب و ترش شدن مخزن، و ترکیب این روش با سایر روش‌های برداشت نفت پیشرفته است.
تزریق آب با شوری کم در مخازن غیرمتعارف
مخازن غیرمتعارف مانند نفت تنگ، شیل نفتی و نفت سنگین، چالش‌ها و فرصت‌های متفاوتی را برای تزریق آب با شوری کم به همراه دارند. این روش می‌تواند با کاهش فشار مویینه، افزایش تراوایی نسبی و تغییر ترشوندگی و ویسکوزیته نفت، بازده برداشت نفت را افزایش دهد. با این حال، محدودیت‌هایی مانند قابلیت تزریق پایین، مصرف بالای آب، و واکنش‌های پیچیده ژئوشیمیایی نیز وجود دارد.
تزریق آب با شوری کم در مخازن دریایی و عمیق
مخازن دریایی و عمیق چالش‌ها و هزینه‌های اضافی برای این روش به همراه دارند، از جمله تهیه، تصفیه و انتقال آب، فشار و دمای مخزن، پایداری چاه و مقررات زیست‌محیطی. برخی از نمونه‌های موفق این روش شامل میدان ترول (نروژ)، مارلیم (برزیل) و مارس-اورسا (خلیج مکزیک) هستند. بهترین روش‌ها در این مخازن شامل استفاده از آب دریا یا آب تولیدی به‌عنوان منبع تزریق، تنظیم شوری و ترکیب آب تزریقی مطابق با شرایط مخزن و اهداف، و اجرای این روش به‌عنوان بخشی از برنامه مدیریت یکپارچه مخزن است.
تزریق آب کم‌شور به‌عنوان یک روش کارآمد برای افزایش برداشت نفت در مخازن مختلف، به دلیل مزایای فراوانی چون کاهش هزینه‌های عملیاتی، سازگاری با محیط زیست و توانایی بهبود کارایی برداشت نفت، مورد توجه قرار گرفته است. این روش به ویژه در مخازن ماسه‌سنگی به دلیل حساسیت بالاتر به تغییرات شوری، تأثیرات چشمگیری دارد. مکانیزم‌هایی مانند تغییر ترشوندگی، مهاجرت ذرات رس و انبساط لایه دوگانه به‌عنوان عواملی شناخته می‌شوند که عملکرد تزریق آب کم‌شور را بهبود می‌بخشند. با این حال، چالش‌هایی همچون تعیین سطح شوری بهینه، مدیریت آب تزریقی و ارزیابی تاثیرات زیست‌محیطی و اقتصادی، همچنان نیاز به تحقیق و بهینه‌سازی دارند. در این مقاله، تجربه‌ها و مطالعات مختلف از سراسر جهان و همچنین چالش‌ها و بهترین روش‌های اجرای این فرآیند در انواع مختلف مخازن بررسی شده است تا به درک بهتری از کاربردها و محدودیت‌های این روش دست یابیم.
