عنوان پایان‌نامه
بررسی تاثیر دما بر روی فاکتور تراکم پذیری سنگ در مطالعات مخازن نفتی
- رشته تحصیلی
- مهندسی معدن-استخـراج معدن
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3067;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 70905
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- مهسا قلی پور
- استاد راهنما
- مهدی موسوی
- چکیده
- تراکمپذیری یکی از خواص مکانیکی سنگ و بیان‌گر درصد تغییرات حجم نسبت به تغییرات تنش و یا فشار است. در یک محیط متخلخل به دلیل وجود منافذ و سیال منفذی، منظور از تغییر حجم می‌تواند تغییر حجم توده سنگ، منافذ سنگ، قسمت جامد سنگ؛ و منظور از فشار نیز می‌تواند فشار محدودکننده، فشار منفذی، فشار تفاضلی و تنش موثر باشد؛ علاوه بر این موارد، تراکم پذیری در شرایط مختلف تنش محدودکننده مانند هیدرواستاتیک، سه محوری و کرنش تک محوری و در شرایط مختلف فشار منفذی مانند شرایط زهکش شده، فشار منفذی متغیر و زهکش نشده تعریف می شود. بدین ترتیب در محیط متخلخل انواع مختلف فاکتور تراکم پذیری سنگ وجود دارد که هرکدام مفهوم خاص خود را دارد. این فاکتورها به‌خصوص در صنعت نفت و محاسبات مهندسی مخازن هیدروکربنی مانند بحث نشست و برنامه ی تولید از اهمیت بسیاری برخوردار هستند و اندازه‌گیری دقیق آن باعث جلوگیری از وقوع خسارت و هزینه‌های سنگین می شود. در سال 1389 پایان نامه ی کارشناسی ارشدی در دانشکده ی مهندسی معدن دانشگاه تهران انجام شد که در راستای آن، دستگاه اندازه گیری ضریب تراکم پذیری سنگ (در دمای محیط) ساخته شد. در پایان نامه ی حاضر، دستگاه مذکور ارتقاء داده شده و به سیستم اعمال دما، کنترل دما، سنسور های الکترونیکی و سیستم قرائت و ثبت اطلاعات بصورت پیوسته مجهز شده، و برخی از نواقص آن نیز برطرف شده است؛ این دستگاه قادر به اندازه گیری برخی ضرایب تراکمپذیری سنگ در شرایط هیدرواستاتیک و در دما های مختلف (تا دمای 100 درجه ی سانتی گراد) است. در این پایان‌نامه تراکم پذیری سنگ در شرایط زهکش شده و نیز تغییر فشار منفذی (در دما¬های ? 25، ? 50، ? 75 و ? 100) با دستگاه ارتقاء داده شده اندازه گیری شد. علاوه بر آزمایش هایی که در دانشگاه تهران انجام شد، 12 آزمایش در پژوهشگاه صنعت نفت، و با دستگاهی که ساخت شرکت وینچی است، در دما های مختلف (دما های ? 24، ? 38، ? 55، ? 83 و ? 102) انجام شد. تمامی این آزمایش ها بر روی نمونه ی ماسه سنگ مخزنی (از عمق 3922 متری عمق زمین) انجام شده است. با بررسی نتایج آزمایش های انجام شده می توان گفت، با تغییر دما، سنگ رفتار پیچیده ای از خود نشان می دهد، اما بطور کلی با افزایش دما از 25 به 100 درجه ی سانتی گراد تراکم پذیری توده سنگ و منافذ سنگ، در شرایط زهکش شده 5 تا 20 درصد افزایش می یابد. در برخی موارد (در آزمایش تغییر فشار منفذی)، با افزایش دما، فاکتور تراکم پذیری سنگ رفتار متفاوتی از خود نشان می دهد، که نیازمند بررسی بیشتری است. کلمات کلیدی: تراکم پذیری، محیط متخلخل، ارتقاء دستگاه، هیدرواستاتیک، دما، زهکش شده، تغییر فشار منفذی، دستگاه اتوماتیک.
- Abstract
- Compressibility is one of the mechanical properties of rocks and is defined by the ratio of volume change over stress or pressure changes. In a porous medium however, due to the presence of pores and pore fluid, the volume change may include a change in the bulk volume, the pores, and the matrix of rocks. Pressure can also include confining pressure, pore pressure, differential pressure and effective stress. Moreover, compressibility can be calculated in different confining pressure conditions; for instance, hydrostatic, triaxial and uniaxial strain. It is also defined in different pore pressure conditions; for example, drained, pore pressure loading, and undrained conditions. Therefore, there are different types of compressibility factors that each has its own individual meaning. These factors are important especially in reservoir subsidence and production program in oil and gas reservoir engineering. Accurate measurement of these factors can prevent future damages to the reservoir and asset loss. It is necessary to measure compressibility in order to investigate the mechanical behavior of rocks in porous media. Factors affecting the coefficient are stress, temperature, pore pressure, initial porosity, clay content, and pore structure. This thesis investigates the effect of temperature on the compressibility coefficient in reservoir rocks. In 2007, a master research was carried out at the school of mining engineering of the University of Tehran through which apparatus was set up to measure the compressibility coefficient (at ambient temperature). In the current thesis, this apparatus has been equipped with a heater, a temperature control system, electrical sensors, and a data acquisition system. The device is capable of measuring some of the compressibility coefficients of rock in hydrostatic condition in different temperatures (up to 100 ?). In this thesis, compressibility factors of a rock specimen are measured in drained and pore pressure loading conditions using the promoted apparatus (in temperatures of 25?, 50?, 75? and 100?). In parallel to the tests performed at the University of Tehran, 12 experiments are also conducted at the research institute petroleum industry with a Vinci Machine at different temperatures (24?, 38?, 55?, 83? and 102?). All the experiments were conducted on reservoir sandstone cores (taken from a depth of 3922m). Results of this study show that compressibility coefficient (in drained condition) increases about 5 to 20 percent as temperature increases from 24? to 102?. It was also found that rock compressibility factors may exhibit a complex behavior as a result of temperature change which necessitates further investigations. Key words: compressibility, porous media, device promotion, hydrostatic, temperature, drained, pore pressure change, automatic device.
