عنوان پایان‌نامه
مطالعه مدل سازی فرایند جریان فوم درون محیط شکافدار
- رشته تحصیلی
- مهندسی نفت - مخازن هیدروکربوری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TP 215;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75115;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TP 215;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75115
- تاریخ دفاع
- ۲۹ تیر ۱۳۹۵
- دانشجو
- سبحان حاتمی
- استاد راهنما
- بهزاد رستمی
- چکیده
- فرایند ریزش ثقلی، یکی از مهمترین مکانیزم های تولید نفت از مخازن شکاف دار می باشد که می تواند بازیافت نفت از این مخازن را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. با این وجود، تولید نفت در این فرایند بسیار آهسته صورت می پذیرد و در مخازن با تروایی و ارتفاع بلوک کم اثر ناچیزی دارد. تاکنون مطالعات زیادی برای بهبود بازیافت نفت توسط این فرایند صورت پذیرفته است. یکی از روش هایی که می تواند بازده فرایند ریزش ثقلی را به میزان قابل توجهی افزایش دهد، استفاده از فوم به جای گاز است. در محیط متخلخل، فوم بصورت توزیع حباب های گاز درون فاز پیوسته مایع تعریف می شود. در این مطالعه با شبیه سازی فرایند های ریزش ثقلی آزاد فوم-نفت و گاز-نفت، و همچنین فرایند های ریزش ثقلی یاری شده فومی و ریزش ثقلی یاری شده گازی به کمک نرم افزار کامسول ، تاثیر فوم بر فرایند ریزش ثقلی را مورد بررسی قرار می دهیم. سیستم مورد استفاده برای شبیه سازی، یک بلوک دو بعدی است که شکافی در کنار آن قرار دارد. برای شبیه سازی جریان فوم درون ماتریس از مدل کاهش ضریب تحرک پذیری استفاده شده است. به منظور بررسی اثر پارامتر های مختلف در این فرایند ها، آنالیز حساسیت بر روی چگالی نفت، گرانروی فوم، مقاومت فوم در برابر نفت و ناهمگونی بلوک ماتریس صورت پذیرفته است. همچنین برای تحلیل بهتر نتایج از آنالیز ابعادی استفاده گردیده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که استفاده از فوم در فرایند های ریزش ثقلی آزاد و ریزش ثقلی یاری شده سرعت و ضریب بازیافت نفت را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. در هر دو فرایند، افزایش مقاومت فوم در برابر نفت سبب کاهش تولید نفت در زمان های ابتدایی می گردد ولی، در نهایت منجر به افزایش ضریب بازیافت نهایی می شود. همچنین، در محیط های ناهمگون، استفاده از فوم تا حد بسیار زیادی از به دام افتادن نفت درون ماتریس جلوگیری می کند. در فرایند ریزش ثقلی یاری شده فومی، در یک حجم ثابت تزریق، با افزایش نسبت نیروی گرانرو درون شکاف به نیروی مویینه درون ماتریس، ضریب بازیافت کاهش می یابد و با افزایش نسبت نیروی گراویته درون ماتریس به نیروی گرانرو درون شکاف، ضریب بازیافت افزایش می یابد. کلمات کلیدی: ریزش ثقلی، فوم، شبیه سازی
- Abstract
- Gravity drainage process is one of the main oil production mechanisms in fractured reservoirs. In spite of high oil recovery, gravity drainage is a slow process which can be neglect in low permeability matrix and short blocks. In recent years, a large number of studies concerning the improvement of gravity drainage process have been put forward. Application of foam has been considered as a way to improve gravity drainage performance. In this study, the processes of foam-oil free gravity drainage and foam-assisted gravity drainage have been simulated using COMSOL Mutiphysics software. The results have been compared to that of free gas-oil gravity drainage and gas-assisted gravity drainage process respectively. A two dimensional, single block model with a side fracture has been used to simulate these processes. Mobility reduction factor foam model was utilized to model behavior of foam in the matrix. Sensivity analysis was also performed to study the effects of foam viscosity, foam tolerance to oil, oil density and matrix heterogeneity on the processes. Results indicate that the both processes of foam-oil free gravity drainage and foam assisted gravity drainage successfully improve oil recovery from the block. In both processes, by increasing foam tolerance to oil, the oil production decreases at the early stages of the process, however, it results into higher final oil recovery from the system. Besides, in heterogeneous blocks, application of foam causes the reduction of oil trapped in the matrix block. In the foam assisted gravity drainage process, at a constant pore volume injected, by increasing the ratio of viscose force in the fracture to the capillary force in the matrix, the recovery factor decreases and by increasing the ratio of gravity force in the matrix to the viscose force in the fracture, the recovery factor increases. Keywords: gravity drainage, foam, simulation
