Geri Dön

Experimental investigation of steam-alkali flooding with borax using Batı Raman oil

Batı Raman petrolü kullanılarak buhar- alkali (borax) solüsyon enjeksiyonunun deneysel incelenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 517964
  2. Yazar: WILDAN HASHIM NOORI NOORI
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT ÇINAR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği, Petroleum and Natural Gas Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 93

Özet

Bu çalışmada Buhar-Alkali ardaşık enjeksiyonunun, ağır petrol üretimine katkısı incelenmiştir. Buhar basma yönteminin amacı rezervuarı ısıtıp, akışkanın akmazlığını düşürerek mobilitesini yükseltmeyi amaçlar. Alkali enjeksiyonu ise yerinde yüzey aktifleyici maddeler oluşturarak kalan petrol doymuşluğunu azaltmayı amaçlar. Bu çalışmada alkali solüsyonu, Borax kullanılarak hazırlanmıştır. Borax zayıf alkali solüsyonlar üretir. Borax minerali kaynakları bakımında Türkiye oldukça zengindir ve bu tip enjeksiyon yöntemleri değerlendirildiğinde pek fazla çalışılmamıştır. Buhar ve buhar-alkali enjeksiyon deneylerinde akışı sağlamak için bir laboratuvar düzeneği tasarlanmış ve kurulmuştur. Ekipman dört ana sistemden oluşmaktadır. Bunlar; akışkan enjeksiyon sistemi, enjeksiyon tüpü, akışkan üretim sistemi, veri ölçüm ve kayıt sistemidir. Akışkan enjeksiyon sisteminin esas görevi buharın sabit buhar sıcaklığı ve kalitesi ile gözenekli ortama aktarılmasını (iletimini) sağlamaktır. Enjeksiyon sisteminin ana bileşenlerindenilki olan su ve alkali rezervuarıdır. Bu ekipman iki hazneden oluşmaktadır ve haznelerden her biri 1/8-inçlik plastik tüp ile pompaya bağlanmaktadır. Elektrikli sıvı pompası sistemin ikinci bileşeni olup, içerisindeki iki ayrı kanal ile aynı anda iki farklı sıvının sabit debide pompalanmasını sağlamaktadır. Pompanın debi aralığı 0.005-68 mililitre/dakikadır. Akışkan enjeksiyon sisteminin üçüncü bileşeni buhar jeneratörüdür. Buhar üretimi için elektrik ile çalışan bir buhar jeneratörü tasarlandı ve yapıldı. Buhar jeneratörünün ısıtma mekanizmasında indüksiyon ile ısıtma tekniği kullanılmıştır. Buhar jeneratörü 3 parçadan oluşmaktadır. Bunlar; elektrik güç ünitesi, bobin ve ısıtma elementidir. Elektrikli güç ünitesi dijital termometre ve ısıl sensör içermektedir. Bobin plastik bir haznenin içine sarılmıştır ve iç kısma doğru izolasyon malzemesi içerir. Isıtıcı element içi boş silindir şeklinde ve 32 santimetre boyunda olup 4 santimetrelik dış çapa ve 4 milimetrelik et kalınlığına sahiptir. Isıtıcı element yüksek mukavemete ve korozyon dayanımına sahip çelikten imal edilmiştir. Su sıcaklığının ölçülmesi ve kontrol edilmesi için thermocopule ısıtıcı elementin içine yerleştirilmiştir ve güç ünitesine bağlanmıştır. Isıtıcı elementin içine buhar üretiminin eş dağılımını sağlamak ve ısı transferini geliştirmek için 2 milimetre çaplı çelik bilyeler yerleştirilmiştir. Bu ısıtıcı element ısıl sensör ile birlikte bobinin içine yerleştirilmiştir ve buhar sıcaklığını kontrol edebilmek amacı ile sıcaklık kontrol ünitesine bağlanmıştır. Buhar enjeksiyonu bağlantı hattı 1/8-inç çapında olup paslanmaz çelikten üretilmiştir. Buhar enjeksiyonu bağlantı hattındaki ısı kayıpları izolasyon malzemesi olarak aerogel kullanılmasıyla minimize edilebilir. Enjeksiyon tüpü, 1 metre boya, 7.3 santimetre iç çapa ve 1.5 milimetre et kalınlığına sahip olup paslanmaz çelikten imal edilmiştir. Enjeksiyon tüpünün iki ucu da flanşlar ile kapatılmıştır. Flanşlar ve enjeksiyon tüpü arasında sızdırmazlığı sağlamak için bakır contalar kullanılmıştır. Enjeksiyon tüpünün merkezine iki ısıl sensör dikey şekilde yerleştirmiştir. Bu ısıl sensörlerden biri enjeksiyonun tüpünün üst kısmından diğeri ise alt kısmından yerleştirilmiştir. Kum üretimini engellemek için enjeksiyon tüpünün alt ucuna bir kum filtresi yerleştirilmiştir. Enjeksiyon tüpü ısı kaybını minimize etmek için aerogel ile kaplanmıştır. Akışkan üretim sistemi iki seperatör ve yoğunlaştırıcı içermektedir. Enjeksiyon tüpünün alt ucu üretilen akışkanı biriktirmek için ilk seperatöre (500 cc) bağlanmıştır. Üretilen buhar ve gaz soğutma işlemleri için yoğunlaştırıcıdan geçirilmektedir. Yoğunlaşan su ikinci seperatör (75 cc) ile biriktirilmektedir. Biriktirme işlemleri için dereceli mezürler kullanılır. Enjeksiyon tüpünün içindeki sıcaklık, enjeksiyon tüpünün içine tüp boyunca yerleştirilmiş 1/8-inç çaplı ısıl sensörler ile ölçülmektedir. Bunlardan her biri, 3.5 santimetre aralıklarla yerleştirilmiş on algılama noktasına sahiptir ve bu algılama noktaları ile sıcaklık toplam 20 noktadan ölçülmektedir. Bu sıcaklıklar veri edinme sistemi ile doğrudan ölçülür. Bir başka ısıl sensör ise enjeksiyon tüpünün üst kısmından yaklaşık 10 santimetre aşağıya yerleştirilir. Enjeksiyon tüpünün ilk 10 ve son 13 santimetresine yerleştirilmiş ısıl sensör bulunmamaktadır ve bu kısımlarda sıcaklık ölçülememektedir. Isıl sensörler veri kaydediciye, veri kaydedici de USB bağlantısı ile bilgisayara bağlanmıştır. Veri kaydedici sistemi deney boyunca her saniye 22 ayrı kanaldan sıcaklık değeri okuyacak şekilde yapılandırılmıştır. Veri kaydedicinin ilk kanalı buharın enjeksiyon tüpüne girmeden önceki sıcaklığını kaydetmektedir. İkinci kanal ise enjeksiyon tüpünün üst kısmından 10 santimetre aşağıya yerleştirilmiş sensör aracılığı ile sıcaklığı kaydeder. Geriye kalan 20 kanal ise enjeksiyon tüpü boyunca yerleştirilmiş sensörlerden sıcaklığı kaydetmek üzere ayarlanmıştır. Deneylerde Batı Raman sahasından alınan ağır petrol kullanılmıştır. Batı Raman Sahası Türkiye'nin güneydoğusunda yer alan bir ağır petrol sahasıdır. Sahadaki petrolün API gravitesi 11.6API, spesifik gravitesi ise 0.988 dir. Sahadaki petrolün oda koşullarındaki viskozitesi yaklaşık olarak 2000 cp dur. Deneylerde Alacaağzı formasyonundan alınan kayaçlar kullanılmıştır. Alınan kayaçlar öğütülüp tane boyutu 60-mesh ten küçük eleklerden geçirilmiştir. Elekten geçirilme sonrası elde edilen kumun porozitesi doygunluk(saturasyon) yöntemi kullanılarak hesaplanmıştır. Her deneyden önce buhar jeneratörü, enjeksiyon tüpü, seperatöre, akışkan enjeksiyon pompası, su ve alkali solüsyon hazneleri ve bütün bağlantı hatları kum tanecikleri ve petrol artıklarını uzaklaştırmak için temizlenir. Pompa, basınç göstergesi ve veri kaydedici kontrol edilip kalibrasyonları yapılmıştır. Deneylerin ikinci aşamasında kum-petrol-su karışımı hazırlanır. Karışımdaki bileşenlerin tamamen karıştırılıp homojen bir karışım elde edilir. Eşit oranda petrol ve su içeren karışım enjeksiyon tüpüne ufak hacimlerle doldurulup sıkıştırılır. Bu işlem enjeksiyon tüpü tamamen doluncaya karar devam ettirilir. Kum üretimini engellemek için enjeksiyon tüpünün alt kısmına bir filtre yerleştirilir. Flanşlar tüpün alt ve üst kısmına yerleştirip cıvataları sıkılır. Daha sonra ısıl sensörler enjeksiyon tüpünün alt ve üst kısımlarından yerleştirilir. Enjeksiyon tüpünün girişi buhar jeneratörüne çıkışı da seperatöre bağlanır. Enjeksiyon tüpünden çıkan ve ilk seperatöre bağlanan bağlantı hattı şerit ısıtıcılar ile sarılıp üretilen petrolün sıcak kalması sağlanır. Su haznesinde bulunan saf su akışkan pompasıyla 1/8-inç'lik plastik bağlantı hattı ile buhar jeneratörüne pompalanır. Buhar jeneratöründen çıkan buhar, 3-yönlü vana ile enjeksiyon tüpüne yada istenilen enjeksiyon sıcaklığına gelene kadar yoğunlaştırıcıya bypass edilir. Buhar istenilen enjeksiyon sıcaklığına geldiği anda, buhar enjeksiyon tüpüne yönlendirilir. Enjeksiyon hattına, buharın enjeksiyon tüpüne varmadan önceki sıcaklığını ve basıncını ölçmek amacı ile bir ısıl sensör ve bir basınç göstergesi yerleştirilir. Alkali solüsyonunun enjeksiyonu için pompanın ikinci kanalı kullanılır. Alkali solüsyon haznesinden pompalanan alkali solüsyonu, buhar enjeksiyon hattına bir T-bağlantısı ile bağlı olan başka bir hatla enjeksiyon tüpüne iletilir. Buhar jeneratöründen enjeksiyon tüpüne kadar olan bütün bağlantı hatları 1/8-inç çapında olup paslanmaz çelikten imal edilmiştir. Bu hattın tamamı ısı kayıplarını önlemek amacı ile 1 cm kalınlığında aerogel ile kaplanmıştır. Üretilen akışkanlar iki aşamada toplanır. İlk olarak, enjeksiyon tüpünden üretilen bütün akışkanlar ilk seperatörde(500 cc) toplanır. Üretilmiş olan petrol ve su seperatörün alt kısmından deney boyunca alınır. Seperatörde kalan gaz ve buhar seperatörün üst kısmından kum filtresine (500 cc) yönlendirilir. Kum filtresi katı partikülleri tutmak için kullanılır. Buhar ve gaz yoğuşturucunun içerisindeki spiraller boyunca ilerlerken sıcaklığı düşürmek için yoğuşturucunun içerisinden soğuk su akışı sağlanır. Yoğuşan su ikinci seperatörün (75 cc) alt kısmından alınır. Seperatörde kalan gaz seperatörün üst kısmından havalandırmaya verilir. Toplamda altı deney şu şekilde yapılmıştır; su enjeksiyonu, alkali solüsyon enjeksiyonu, saf buhar enjeksiyonu, periyodik buhar ve alkali solüsyon (ağırlıkça %4) enjeksiyonu, farklı enjeksiyon periyotları ile buhar ve alkali solüsyon (ağırlıkça %4) enjeksiyonu ve buhar ve alkali solüsyon (ağırlıkça %8) enjeksiyonu. Deney düzeneği atmosferik basınç şartlarında tutulup enjekte edilen buharın sıcaklığı 110° dir. Su enjeksiyon debisi ilk iki deney için (su enjeksiyonu, alkali solüsyon enjeksiyonu) 3.33 ml/dk diğer dört deney için(, saf buhar enjeksiyonu, periyodik buhar ve alkali solüsyon (ağırlıkça %4) enjeksiyonu, farklı enjeksiyon periyotları ile buhar ve alkali solüsyon (ağırlıkça %4) enjeksiyonu ve buhar ve alkali solüsyon (ağırlıkça %8) enjeksiyonu) 10 ml/dk olarak ayarlanmıştır. Su enjeksiyonu ve alkali solüsyonu enjeksiyonu deneylerinde petrol üretimi olmamıştır. Saf buhar enjeksiyonu deneyinde kullanılan orijinal petrol miktarının %8'i üretilmiştir. Deney sonuçlarına göre, saf buhar kullanılarak elde edilen %8'lik petrol üretim miktarı, Borax solüsyonunun kullanımı ile ağılıkça %4'lük alkali solüsyonu için %3'e ve ağılıkça %8'lik alkali solüsyonu için %5.5'a inmiştir.

Özet (Çeviri)

An experimental study has been conducted to compare the effect of steam injection and steam-alkali solution injection in improving the recovery of heavy oil. Bati Raman oil is used for the experiments. The API gravity (11.6º) and viscosity are typical of a heavy oil. Steam injection is used to increase the temperature in the reservoir reducing oil viscosity thus increasing the mobility of the oil. On the other hand, the target of alkali flooding is to reduce the residual oil saturation by generating surfactants in situ. Alkali solution is prepared by using Borax which forms weak alkali solutions. Borax mineral resources are abundant in Turkey and it is one of the least studied alkali solutes. Therefore, Borax is chosen in this study for the experiments. A laboratory setup was designed and built for the purpose of steam injection. The experimental setup consisted of four main systems; steam injection system, injection tube, fluid production system, and data measurement and recording system. The steam injection system consists of two reservoirs that hold the water and the alkali solution, an electrical pump, and an electrical steam generator. The injection tube is a stainless steel cylinder with a length of 1 meter and an internal diameter of 7.3 centimeters and a thin wall (1.5 mm) with flanges at both ends. Twenty-one thermocouples are placed at specific distances in the injection tube to record temperature profiles. To represent the reservoir rock and fluids, the injection tube is packed with a mixture of sand, oil, and water. The fluid production system consists of a condenser, a sand trap, and two separators. The produced samples are collected from the bottom of the separators in graduated tubes. Data measurement and recording system consisting of a data logger and computer to record the steam injection temperature and injection tube profile temperatures. Six runs are conducted as follows; water flooding, alkali solution flooding, conventional pure steam injection, cyclic injection of steam and alkali solution (4.0 wt %), cyclic injection of steam and alkali solution (4.0 wt %) with different cyclic injection period, and cyclic injection of steam and alkali solution (8.0 wt %). No oil is produced from water flooding and alkali solution flooding runs. Conventional pure steam injection recovered 8% OOIP. Experimental results show that, using of Borax solution results in a decrease in recovery of oil from 8% (pure steam injection) to 3 % (steam-alkali solution, 4.0 wt %) and 5.5% (steam-alkali solution, 8.0 wt %).

Benzer Tezler

  1. Tez No

    520223

    Kolemanit zenginleştirme atıklarının alkali aktivasyon potansiyelinin araştırılması

    An investigation on the alkali activation potential of colemanite concentrator wastes

    CAVİT ÇAĞATAY KIZILTEPE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERDAR AYDIN

  2. Tez No

    783174

    Farklı C3S içeriğine sahip klinkerlerin hibrit alkalilerle aktive edilmiş çimento özelliklerine etkisi

    The effect of clinkers with different C3S content on the properties of hybrid alkali-activated cement

    MESUT TÜRKOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    İnşaat MühendisliğiKastamonu Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZHAN YAVUZ BAYRAKTAR

  3. Tez No

    349755

    Yağ+ yağ asidi+ çözücü sisteminin sıvı-sıvı faz dengelerinde kısmi gliseridlerin etkisi

    Effect of partial glycerides on equilibrium data for the system of vegetable oil+ fatty acids+ solvent

    BURCU SÖZER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALE GÜRBÜZ

  4. Tez No

    517290

    Lignoselülozik biyokütlenin inorganik bileşenlerinin uzaklaştırılmasının kül özellikleri üzerine etkisinin incelenmesi

    Investigation of the effect on ash properties of removal of inorganic components from lignocellulosic biomass

    ÖVÜL HALİL ÇÖP

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HANZADE AÇMA

  5. Tez No

    349578

    Asansör kılavuz ray bağlantı elemanlarının deneysel gerilme analizi

    Elevator guide rail anchor elements experimental stress analysis

    MEHMET ALTUNTAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CEVAT ERDEM İMRAK

Geri Dön