Экспериментальное изучение растворения карбонатных образцов с применением рентгеновской микрокомпьютерной томографии
- Авторы: Болысбек Д.А.1,2, Кульджабеков А.Б.1,3, Бекбау Б.Е.1
-
Учреждения:
- Satbayev University
- Казахский национальный университет имени аль-Фараби
- KBTU BIGSoft
- Выпуск: Том 5, № 4 (2023)
- Страницы: 92-106
- Раздел: Исследование кернового материала
- URL: https://journals.rcsi.science/2707-4226/article/view/249939
- DOI: https://doi.org/10.54859/kjogi108669
- ID: 249939
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Обоснование. Исследование взаимодействия соляной кислоты с карбонатными материалами имеет важное значение в нефтегазовой промышленности. Карбонатные породы являются распространенными типами горных пород, и половина всех запасов нефти по всему миру находится в карбонатных месторождениях. Понимание механизмов и особенностей растворения карбонатных пород имеет важное практическое значение при добыче углеводородов и закачке углекислого газа в пласты.
Цель. Целью настоящей статьи является изучение процессов растворения карбонатных образцов в лабораторных условиях с применением рентгеновской микрокомпьютерной томографии.
Материалы и методы. В исследовании были использованы 5 цилиндрических карбонатных образцов, которые были испытаны во время закачки растворов соляной кислоты, а также дополнительные экспериментальные и цифровые данные 8 образцов. Трехмерное поровое пространство образцов было получено с помощью специализированного программного обеспечения на основе томографических изображений.
Результаты. Полученные результаты демонстрируют значимость применения рентгеновской компьютерной томографии для более глубокого понимания процессов растворения в геологических и инженерных исследованиях. Исследование подчеркнуло сложность процесса растворения породы, который зависит от множества факторов. Созданные трёхмерные модели образцов позволили визуализировать червоточины, включая разветвлённые и доминантные червоточины. 3D визуализация предоставила ценную информацию об изменениях поровой структуры образцов до и после воздействия кислоты.
Заключение. Результаты данного исследования подчеркивают важность учёта физических и структурных свойств при анализе процессов растворения карбонатных образцов. Эти данные могут иметь практическое применение в нефтегазовой индустрии, способствуя более точному пониманию и оптимизации процессов взаимодействия кислотных растворов с карбонатными образцами.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Дәрежат Абилсеитулы Болысбек
Satbayev University; Казахский национальный университет имени аль-Фараби
Email: bolysbek.darezhat@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8936-3921
Казахстан, Алматы; Алматы
Алибек Бахиджанович Кульджабеков
Satbayev University; KBTU BIGSoft
Email: alibek.kuljabekov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4384-6463
Казахстан, Алматы; Алматы
Бакберген Ермекбайулы Бекбау
Satbayev University
Автор, ответственный за переписку.
Email: bakbergen.bekbau@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2410-1626
Казахстан, Алматы
Список литературы
- Maheshwari P., Maxey J., Balakotaiah V. Simulation and Analysis of Carbonate Acidization with Gelled and Emulsified Acids // Abu Dhabi International Petroleum Exhibition and Conference; Ноябрь 10–13, 2014; Абу-Даби, ОАЭ. Режим доступа: https://onepetro.org/SPEADIP/proceedings-abstract/14ADIP/2-14ADIP/210607. Дата обращения: 20.07.2023.
- Luo Z., Cheng L., Zhao L., Xie Y. Study on the mechanism of reactive acid transport in fractured two-mineral carbonate rocks // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2021. Vol. 94. doi: 10.1016/j.jngse.2021.104118.
- An S., Erfani H., Hellevang H., Niasar V. Lattice-Boltzmann simulation of dissolution of carbonate rock during CO2-saturated brine injection // Chemical Engineering Journal. 2021. Vol. 408. doi: 10.1016/j.cej.2020.127235.
- Luquot L., Rodriguez O., Gouze P. 2014. Experimental Characterization of Porosity Structure and Transport Property Changes in Limestone Undergoing Different Dissolution Regimes // Transport in Porous Media. 2014. Vol 101, N 3. P. 507–532. doi: 10.1007/s11242-013-0257-4.
- Soltanbekova, K., Assilbekov B., Zolotukhin A., et al. Results of laboratory studies of acid treatment of low-permeability rock cores // Series of Geology and Technical Sciences. 2014. Vol. 5, N 449. P. 113–123. doi: 10.32014/2021.2518-170X.105.
- Qajar J., Arns C. Characterization of reactive flow-induced evolution of carbonate rocks using digital core analysis – part 1: Assessment of pore-scale mineral dissolution and deposition // Journal of Contaminant Hydrology. 2016. Vol. 192. P. 60–86. doi: 10.1016/j.jconhyd.2016.06.005.
- Smith M.M., Sholokhova Y., Hao Y., Carroll S.A. CO2-induced dissolution of low permeability carbonates. Part I: Characterization and experiments // Advances in Water Resources. 2013. Vol. 62. P. 370–387. doi: 10.1016/j.advwatres.2013.09.008.
- Xie L., You Q., Wang E., et al. Quantitative characterization of pore size and structural features in ultra-low permeability reservoirs based on X-ray computed tomography // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2022. Vol. 208 (Part E). doi: 10.1016/j.petrol.2021.109733.
- Zhou X., Xu Z., Xia Y., et al. Pore-scale investigation on reactive flow in porous media with immiscible phase using lattice Boltzmann method // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2020. Vol. 191. doi: 10.1016/j.petrol.2020.107224.
- Турегелдиева К.А., Жапбасбаев У.К., Асилбеков Б.К., Золотухин А.Б. Моделирование кислотной обработки призабойной зоны скважины с учетом ее ухудшенных фильтрационно-емкостных характеристик (часть 2) // Нефтяное хозяйство. 2016. №4. С. 108–110.
- Асилбеков Б., Акашева Ж., Болысбек Д., Кульджабеков А. Численное исследование растворения карбонатной породы: влияние масштаба области // Вестник КазНПУ им. Абая. Серия «Физико-математические науки. 2022. Том 3, № 79. С. 63–72. doi: 10.51889/3035.2022.74.92.008.
- Liu S., Zhang L., Su X., et al. Micro-CT characterization on pore structure evolution of low-permeability sandstone under acid treatment // Applied Geochemistry. 2023. Vol. 152. doi: 10.1016/j.apgeochem.2023.105633.
- Al-Arji H., Al-Azman A., Le-Hussain F., Regenauer-Lieb K. Acid stimulation in carbonates: A laboratory test of a wormhole model based on Damköhler and Péclet numbers // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2021. Vol. 203. doi: 10.1016/j.petrol.2021.108593.
- She M., Shou J., Shen A., et al. Experimental simulation of dissolution law and porosity evolution of carbonate rock // Petroleum Exploration and Development. 2016. Vol. 43. P. 616–625. doi: 10.1016/S1876-3804(16)30072-6.
- He Z., Ding Q., Wo Y., et al. Experiment of Carbonate Dissolution: Implication for High Quality Carbonate Reservoir Formation in Deep and Ultradeep Basins // Geofluids. 2017. Vol. 2017. P. 1–8. doi: 10.1155/2017/8439259.
- Meng J., Chen S., Wang J., et al. Development and Application of Carbonate Dissolution Test Equipment under Thermal – Hydraulic – Chemical Coupling Condition // Materials. 2022. Vol. 15. doi: 10.3390/ma15207383.
- Болысбек Д., Асилбеков Б., Кульджабеков А. Численное изучение влияния растворения породы на поровую структуру карбонатных образцов на основе экспериментальных данных // Вестник «Физико-математические науки». 2023. Том 82, № 2.
- Акашева Ж.К., Болысбек Д.Ә., Асилбеков Б.К. Исследование растворения карбонатных пород с использованием рентгеновской микрокомпьютерной томографии: влияние скорости потока кислоты. Известия национальной академии наук Республики Казахстан. 2023. Том 1, № 457. С. 20–32. doi: 10.32014/2023.2518-170Х.256.
- Amira-Avizo Software [Internet]. Thermo Fisher Scientific [cited 2023 April 28]. Available from: https://www.fei.com/software/amira-avizo/.
- Soulaine C., Gjetvaj F., Garing C., et al. A. The Impact of Sub-Resolution Porosity of X-ray Microtomography Images on the Permeability // Transport in Porous Media. 2016. Vol. 113, N 1. P. 227–243. doi: 10.1007/s11242-016-0690-2.
Дополнительные файлы
