تأثير نفوذپذيري نسبي و فشار موئينه اي در طول تزريق متناوب آب و گاز در مخازن نفتي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نفت

كارشناسي ارشد

اين پژوهش به بررسي تأثير ويژگي‌هاي برهم‌كنش سنگ و سيال، به‌ويژه تراوايي نسبي و فشار مويينه، بر عملكرد فرآيند تزريق متناوب آب و گاز (تزريق متناوب آب و گاز ) در مخازن كربناته ناهمگن مي‌پردازد. با افزايش تقاضاي جهاني براي انرژي و كاهش توليد از ميادين نفتي بالغ، استفاده از روش‌هاي افزايش برداشت نفت (ازدياد برداشت) براي حداكثرسازي استخراج هيدروكربن‌ها از مخازن موجود اهميت فزاينده‌اي يافته است. در ميان اين روش‌ها، تزريق تزريق متناوب آب و گاز به دليل توانايي آن در تركيب مزاياي تزريق آب و تزريق گاز، توجه قابل‌توجهي را به خود جلب كرده است، زيرا اين روش مي‌تواند هم كارايي جاروب مخزن و هم كارايي جابجايي در مقياس ميكروسكوپي را بهبود بخشد. اين پژوهش از رويكرد شبيه‌سازي عددي براي تحليل رفتار جريان چندفازي در مخازن كربناته استفاده مي‌كند. يك مدل مخزن با استفاده از شبيه‌ساز CMG IMEX ساخته شده است كه از فرمول‌بندي بلك اويل (Black-Oil) براي شبيه‌سازي جريان فازهاي نفت، آب و گاز بهره مي‌برد. اين مدل نمايانگر يك مخزن كربناته ناهمگن با تغييرات لايه‌اي در تراوايي و برهم‌كنش‌هاي پيچيده سنگ و سيال است. شبكه مخزن به صورت يك ساختار سه‌بعدي طراحي شده است تا ضمن حفظ كارايي محاسباتي، ناهمگني مخزن را به‌طور مناسب نشان دهد. چارچوب شبيه‌سازي شامل سه سناريوي اصلي است: سناريوي پايه (Base Case) كه شرايط استاندارد تزريق تزريق متناوب آب و گاز را نشان مي‌دهد، سناريوي حساسيت تراوايي نسبي و سناريوي حساسيت فشار مويينه. با تغيير اين پارامترهاي برهم‌كنش سنگ و سيال و در عين ثابت نگه داشتن شرايط مخزن و عمليات، تأثير هر پارامتر بر شاخص‌هاي كليدي عملكرد مخزن از جمله ضريب بازيافت نفت، توليد تجمعي نفت، نسبت گاز به نفت، درصد آب توليدي و رفتار فشار مخزن مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهد كه تزريق تزريق متناوب آب و گاز در مقايسه با روش‌هاي تزريق تك‌فازي، پشتيباني فشاري بهتر و كارايي جابجايي بالاتري را فراهم مي‌كند. همچنين مشخص شد كه تراوايي نسبي يكي از عوامل كليدي در كنترل تحرك فازها و رفتار جريان سيالات در طي فرآيند تزريق متناوب آب و گاز است. تغييرات در منحني‌هاي تراوايي نسبي تأثير قابل‌توجهي بر پايداري جبهه جابجايي، پديده شكست زودهنگام گاز و كارايي كلي جاروب مخزن دارد. از سوي ديگر، فشار مويينه نقش اساسي در بازتوزيع سيالات در محيط متخلخل ايفا مي‌كند. نيروهاي مويينه بر اتصال فازها، مكانيسمهاي به دام افتادن سيالات و كارايي جاروب عمودي تأثير مي‌گذارند، به‌ويژه در سازندهاي كربناته ناهمگن كه داراي ساختارهاي پيچيده حفره‌اي هستند. نتايج تحليل نشان مي‌دهد كه در حالي كه تراوايي نسبي عمدتاً تحرك فازها را كنترل مي‌كند، فشار مويينه توزيع اشباع و موقعيت فازها در شبكه حفره‌اي را تعيين مي‌كند. علاوه بر اين، اين مطالعه اهميت مدلسازي دقيق ناهمگني مخزن در شبيه‌سازي‌هاي مخزني را برجسته مي‌سازد. تغييرات در تراوايي و ساختار سنگ مي‌تواند مسيرهاي ترجيحي جريان ايجاد كند كه در نهايت باعث كاهش كارايي جاروب و بروز شكست زودهنگام گاز مي‌شود. از اين رو، تعيين دقيق پارامترهاي برهم‌كنش سنگ و سيال براي طراحي مؤثر راهبردهاي تزريق تزريق متناوب آب و گاز ضروري است. نتايج اين پژوهش نشان مي‌دهد كه تراوايي نسبي و فشار مويينه از مهم‌ترين پارامترهاي مؤثر بر عملكرد تزريق تزريق متناوب آب و گاز در مخازن كربناته هستند. شبيه‌سازي عددي مخزن ابزاري قدرتمند براي درك مكانيسمهاي جريان چندفازي و بهينه‌سازي فرآيندهاي افزايش برداشت نفت فراهم مي‌كند. نتايج اين مطالعه مي‌تواند به بهبود طراحي فرآيند تزريق متناوب آب و گاز و راهبردهاي مديريت مخزن براي افزايش بازيافت نفت در مخازن كربناته ناهمگن كمك كند.

237646

مخازن هيدروكربوري

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان