I. Giới thiệu
Nghiên cứu phục hồi dầu nâng cao bằng cách tiêm CO2 bọt khí là một phương pháp tiềm năng nhằm cải thiện hiệu suất khai thác dầu trong các mỏ dầu. Phương pháp này không chỉ giúp tăng cường lượng dầu thu hồi mà còn góp phần vào việc giảm thiểu khí thải nhà kính. Trong bối cảnh hiện tại, việc áp dụng kỹ thuật phục hồi dầu bằng tiêm CO2 trở nên cần thiết hơn bao giờ hết, đặc biệt khi các dự án CO2-EOR gặp phải những thách thức như hiệu ứng mật độ, sự dẫn khí và hiệu suất quét kém trong các môi trường rỗng không đồng nhất. Sử dụng bọt khí CO2 có thể giúp vượt qua những thách thức này, từ đó nâng cao hiệu quả khai thác dầu và đạt được các mục tiêu về thu giữ CO2.
II. Đặc điểm và quy trình thử nghiệm
Chương này trình bày quy trình thử nghiệm và các phương pháp đo lường nhằm đánh giá các đặc tính của bọt khí CO2. Các dung dịch bọt khí CO2 được chuẩn bị bằng cách khuấy khí CO2 vào dung dịch polymer xanthan gum và chất hoạt động bề mặt sodium dodecyl sulfate (SDS). Thông qua các thử nghiệm, sự ổn định và phân bố kích thước bọt khí được xác định. Kết quả cho thấy, nồng độ SDS và XG có ảnh hưởng lớn đến kích thước và độ ổn định của bọt khí CO2. Cụ thể, tăng nồng độ SDS hay XG làm giảm kích thước bọt nhưng lại tăng độ ổn định của chúng. Ngược lại, nồng độ NaCl cao làm giảm độ ổn định do ảnh hưởng của trọng lực và sự hợp nhất bọt.
2.1. Đánh giá độ ổn định của bọt khí CO2
Độ ổn định của bọt khí CO2 được đánh giá qua các thử nghiệm thoát nước, cho thấy rằng bọt khí có thể duy trì cấu trúc tốt hơn so với các loại bọt thông thường. Kết quả từ các thử nghiệm này đã chỉ ra rằng bọt khí CO2 có khả năng hoạt động hiệu quả trong các điều kiện không đồng nhất, mở ra hướng đi mới cho kỹ thuật phục hồi dầu.
III. Hiệu suất chặn của bọt khí CO2 trong môi trường rỗng
Chương này nghiên cứu khả năng chặn của bọt khí CO2 trong các môi trường rỗng đồng nhất và không đồng nhất. Thông qua các thí nghiệm trên mô hình cát, các dung dịch bọt khí CO2 được tạo ra và tiêm vào các hệ thống cát đơn và cát đôi. Kết quả cho thấy, bọt khí CO2 có khả năng chặn lỗ rỗng nhờ vào hiệu ứng Jamin, từ đó làm tăng cường sức cản trong môi trường rỗng. Khả năng chặn đạt giá trị tối ưu khi tỷ lệ khí:lỏng là 20% trong môi trường rỗng đồng nhất. Hơn nữa, bọt khí CO2 cho thấy khả năng kiểm soát dòng chảy tốt trong các khu vực có độ thẩm thấu cao và linh hoạt trong việc lưu thông qua các chỗ hẹp ở khu vực có độ thẩm thấu thấp.
3.1. Đánh giá khả năng chặn trong môi trường không đồng nhất
Trong các thử nghiệm với mô hình cát không đồng nhất, bọt khí CO2 vẫn duy trì hiệu suất quét tốt, điều này chứng tỏ rằng phương pháp này có thể được áp dụng hiệu quả trong các mỏ dầu có tính không đồng nhất cao, nơi mà các phương pháp tiêm CO2 truyền thống gặp nhiều khó khăn.
IV. Đánh giá hiệu suất phục hồi dầu
Chương này đánh giá hiệu suất phục hồi dầu từ các thử nghiệm tiêm bọt khí CO2. Các thử nghiệm được thực hiện ở nhiệt độ 45oC, trong đó quy trình tiêm bao gồm việc tiêm nước muối trước khi tiêm bọt khí CO2. Kết quả cho thấy, khoảng 61,4% lượng dầu ban đầu đã được phục hồi sau 3 thể tích lỗ rỗng (PV) nước tiêm. Sau khi tiêm 5 PV bọt khí CO2, hiệu suất phục hồi dầu được cải thiện thêm 23,6%. Đặc biệt, trong mô hình cát không đồng nhất với tỷ lệ thẩm thấu thấp/cao là 1:4, việc tiêm bọt khí CO2 đã cải thiện tổng lượng dầu phục hồi lên tới 86,9%. Kết quả cho thấy rằng bọt khí CO2 rất có lợi cho việc phục hồi dầu nâng cao trong các mỏ dầu không đồng nhất.
V. Kết luận và khuyến nghị
Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng việc tiêm bọt khí CO2 là một phương pháp hứa hẹn để cải thiện hiệu suất phục hồi dầu trong các mỏ dầu không đồng nhất. Những phát hiện chính từ nghiên cứu bao gồm khả năng chặn hiệu quả của bọt khí CO2 và sự cải thiện đáng kể trong hiệu suất phục hồi dầu. Để tối ưu hóa quy trình này, cần có thêm các nghiên cứu sâu hơn về các điều kiện vận hành và tính chất của bọt khí trong các môi trường khác nhau. Việc áp dụng các công nghệ tiên tiến trong việc tạo ra và kiểm soát bọt khí CO2 sẽ mở ra hướng đi mới cho ngành công nghiệp dầu khí trong việc nâng cao hiệu quả khai thác và bảo vệ môi trường.
