بررسي تاثير ويژگي هاي ژئومكانيكي بر عملكرد بازيافت نفت در فرايند SAGD با استفاده از CMG

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نفت

كارشناسي ارشد

اين پايان‌نامه به بررسي تأثير اثرات ژئومكانيكي بر عملكرد بازيافت فرآيند زهكشي ثقلي به كمك بخار (Steam-Assisted Gravity Drainage – SAGD) در مخازن نفت سنگين غيرتحكيم‌يافته مي‌پردازد. اگرچه SAGD به‌عنوان يكي از پركاربردترين روش‌هاي ازدياد برداشت حرارتي (EOR) شناخته مي‌شود، رويكردهاي متداول مدلسازي عمدتاً بر فرآيندهاي حرارتي و جريان سيال تمركز داشته و اغلب برهم‌كنش‌هاي كوپله‌ي حرارتي–هيدروليكي–مكانيكي (THM) را كه نقش مهمي در رفتار مخزن ايفا مي‌كنند، ناديده مي‌گيرند. اين پژوهش با ادغام نظام‌مند اثرات ژئومكانيكي در تحليل عملكرد SAGD، به اين خلأ علمي مي‌پردازد. در اين مطالعه، يك مدل عددي كاملاً كوپله‌ي THM با استفاده از نرم‌افزار CMG Suite 2023.10 براي شبيه‌سازي يك مخزن ماسه‌نفتي تيپ آتاباسكا توسعه داده شد. اين مدل قادر به شبيه‌سازي بازتوزيع تنش، تغييرشكل سنگ، تكامل تراوايي، توسعه محفظه بخار، توليد نفت و پايداري سنگ پوش (Caprock) است. سناريوهاي مختلف شبيه‌سازي، شامل حالت‌هاي حرارتي–هيدروليكي بدون درنظر گرفتن ژئومكانيك و حالت‌هاي كاملاً كوپله با سختي سنگ و ناهمگني زمين‌شناسي متفاوت، مورد ارزيابي قرار گرفتند. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه اثرات ژئومكانيكي نقش بنياديني در بهبود عملكرد SAGD ايفا مي‌كنند. اتساع برشي ناشي از انبساط حرارتي و افزايش فشار منفذي منجر به افزايش قابل‌توجه تراوايي ـ تا 35 برابر مقدار اوليه ـ به‌ويژه در 4 تا 5 سال نخست بهره‌برداري مي‌شود. در نتيجه، رشد محفظه بخار تسريع شده و يكنواخت‌تر مي‌گردد كه موجب بهبود هم‌پوشاني عمودي و جانبي مي‌شود. در مقايسه با مدل بدون كوپلاژ، مدل كاملاً كوپله‌ي THM افزايش 25 تا 30 درصدي ضريب بازيافت نهايي و كاهش حدود 20 درصدي نسبت بخار به نفت (SOR) را پيش‌بيني مي‌كند كه نشان‌دهنده بهبود بهره‌وري انرژي است. علاوه بر اين، پاسخ‌هاي ژئومكانيكي نظير بالاآمدگي سطح زمين و پايداري سنگ پوش نيز ارزيابي شدند. نتايج حاكي از آن است كه ميزان بالاآمدگي سطح در محدوده مجاز باقي مانده و يكپارچگي سنگ پوش با ضرايب ايمني بالاتر از حدود نظارتي حفظ مي‌شود. تحليل حساسيت نيز اهميت پارامترهاي ژئومكانيكي مانند مدول يانگ و ضرايب اتساع را در كنترل عملكرد SAGD برجسته مي‌كند. در مجموع، اين پژوهش تأييد مي‌كند كه اثرات ژئومكانيكي پديده‌هايي ثانويه نيستند، بلكه محرك‌هاي اصلي كارايي SAGD در مخازن غيرتحكيم‌يافته به‌شمار مي‌روند. به‌كارگيري مدلسازي كاملاً كوپله‌ي THM براي پيش‌بيني دقيق عملكرد، بهينه‌سازي عمليات و توسعه پايدار منابع نفت سنگين ضروري است.

236815

مخازن

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان