عنوان پایان‌نامه
بررسی عددی تااثیر عدد مویینگی بر جابه جایی فاز ها در مقیاس حفره با روش شبکه بولتزمن
- رشته تحصیلی
- مهندسی نفت - مخازن هیدروکربوری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1760.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76053
- تاریخ دفاع
- ۲۹ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- سودا نوروزی علی بابالو
- استاد راهنما
- محمدرضا رسایی
- چکیده
- روش‌های ازدیاد برداشت از مخازن نفتی مبتنی بر تغییر پارامترها و خواص سنگ و سیال مخزن و نیز برهم‌کنش بین آن‌ها هستند. در میان خواص سنگ و سیال مخزن، گرانروی، سرعت و نیز تنش میان رویه نقش مؤثری را در نحوه پیاده‌سازی روش‌ها ایفا می‌کنند. عدد مویینگی که حاصل تقسیم نیروی گرانرو بر نیروی مویینگی است، به نحو مناسبی تأثیر هم‌زمان این سه پارامتر را در فرایند ازدیاد برداشت منعکس می‌کند. به بیان روشن‌تر، شناخت پدیده‌های حاصل از تغییرات عدد مویینگی به درک بهتری از رفتار محیط متخلخل در فرایند ازدیاد برداشت در مقیاس‌های مختلف از حفره تا مخزن منجر می‌شود. با توجه به اینکه محیط متخلخل سنگ‌های مخازن هیدروکربنی به جهت ساختارهای پیچیده‌ی درونی‌شان با ابعاد بسیار کوچک رفتار جریانی متفاوت با ساختارهای معمول در ابعاد بزرگ بروز می‌دهند، لازم است تا پدیده‌های مرتبط با جریان سیال به‌صورت مستقل در این ابعاد بررسی شوند تا شناخت رفتار سیالات مخزن و نحوه جریان یافتن آن‌ها در ابعاد بزرگ‌تر را تسهیل نمایند. با توجه به اینکه جریان سیال معمولاً به‌صورت چند فازی در داخل مخزن رخ می‌دهد، لذا ضروری است تا در بررسی این جریان‌ها به برهم‌کنش بین فازها توجه گردد. در این پژوهش، به شبیه‌سازی عددی جریان سیال به‌صورت دوفازی (آب-نفت) در داخل محیط متخلخل در مقیاس حفره با استفاده از روش شبکه بولتزمان پرداخته‌شده است و پدیده‌های مربوط به این نوع جریان با بهره‌گیری از روش مذکور مشاهده و بررسی‌شده است. هم‌چنین، تأثیر تغییرات سه پارامتری که در بالا نام برده شد در عدد مویینگی و طبعاً در نحوه جریان سیال نیز موردبررسی قرارگرفته است. در شبیه‌سازی‌های انجام‌شده، تأثیر بسزای پارامتر ترشوندگی سنگ مخزن و زاویه تماس در فرایندهای آشام و تخلیه و نیز پدیده‌هایی همچون رخنه کردن سیال جابه¬جا کننده و به دام افتادن سیال جابه¬جا شونده ملاحظه گردید. بعلاوه، شبیه‌سازی‌های عددی انجام‌شده نشان می‌دهند که جریان سیالات در سیستم‌های متفاوت اما با عدد مویینگی یکسان منجر به نتایج یکسان می‌شود.
- Abstract
- Enhanced oil recovery (EOR) techniques applied on oil reservoirs usually are based on alterating the reservoir rock and fluid properties and also the interaction between them. Fluid viscosity, velocity and the interfacial tension could be named as the properties which play the remarkable roles in the EOR processes. Capillary number which characterizes the ratio of the viscous forces to the surface or interfacial tension forces can comprehensively describe the simultaneous effect of the above parameters on the EOR process. In the other words, perception of the phenomena occurring due to capillary number changes will lead to understanding the fluid flow behavior in porous media, appropriately. Due to the complexities in the porous media, fluid flow behavior varies from the fluid flows at ordinary scales. Hence, it is required to study the phenomena occurred in the porous media specifically in order to facilitate the investigation of fluid flow behavior at larger scales. Moreover, it is essential to consider the solid-fluid and fluid-fluid interactions, since usually two-phase fluid flow occurs in the reservoir. In this research, two-phase (water-oil) fluid flow has been numerically simulated in a porous media utilizing the Lattice Boltzmann Method (LBM) and the related phenomena have been studied. Furthermore, the impacts of the parameters named above on capillary number and consequently the fluid flow behavior have been investigated. Simulation results confirm the considerable effect of the wettability characteristics of the rock on the imbibition-drainage processes, trapping and breakthrough. In addition, it was observed that the simulation of the fluid flow in different systems whit the same capillary numbers will lead to the identical results.
