عنوان پایان‌نامه
شبیه سازی عددی و حساسیت سنجی روش ازدیاد برداشت ریزش ثقلی به کمک گاز در مخازن ناهمگن و شکاف دار
- رشته تحصیلی
- مهندسی نفت - مخازن هیدروکربوری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1104.;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 89;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 52044
- تاریخ دفاع
- ۱۰ اسفند ۱۳۹۰
- دانشجو
- محمدمهدی مشیرفراهی
- استاد راهنما
- محمدرضا رسایی, بهزاد رستمی
- چکیده
- مقیاس بندی به صورت برون یابی نتایج به دست آمده از یک مقیاس به مقیاس دیگر تعریف می-شود و معمولاً از مشاهدات یک مقیاس کوچک آزمایشگاهی به فرآیند در یک مقیاس بزرگ منتج می گردد. این رساله سعی دارد تا نتایج به دست آمده از آزمایشات را بر مبنای گروه¬های بدون بعد به صورت مدلی برای پیش بینی میزان بازیافت نفت ناشی از فرآیند ریزش ثقلی اجباری به کمک گاز در حالت امتزاج ناپذیر و در مقیاس میدانی، در انواع مخازن متعارف همگن و ناهمگن، ارائه کند. بدین منظور ابتدا اعداد بدون بعد از هر دو روش آنالیز ابعادی و آنالیز نظری برای مخازن متعارف همگن به دست آمده اند. آنالیز نظری فرآیند ریزش ثقلی به کمک گاز 9 عدد بدون بعد را پیشنهاد می کند که این تعداد به 5 عدد بدون بعد مستقل کاهش می یابند؛ نسبت گسترش افقی به قائم، عدد چگالی، عدد گرانروی، عدد موئینگی و عدد پیوستگی. بر اساس این اعداد، عدد بدون بعد جدیدی برای درنظر گرفتن بهتر تمام عوامل تأثیر گذار بر این روش معرفی شده است. تطابق خوبی بین این عدد و میزان برداشت نفت در آزمایشات انجام شده توسط سایر دانشمندان به دست آمده است. برای سنجش اعتبار کاربرد این همبستگی در مقیاس مخزن، این فرآیند ازدیاد برداشت برای یک مخزن مصنوعی با استفاده از مدل نفت سیاه شبیه ساز ECLIPSE(E100) در محدوده وسیعی از خواص سنگ و سیال مخزن و پارامترهای اجرایی (نرخ تزریق، فشار تزریق، ضخامت لایه نفتی، ...) شبیه سازی شده است. نتایج نشان داده اند که عدد بدون بعد پیشنهادی هماهنگی بسیار خوبی را با میزان برداشت نفت در تمام شبیه سازی ها ایجاد می کند. بر این اساس دو نوع مدل سازی، یکی به صورت استخراج منحنی-های مادر برای پیش بینی عملکرد این روش در بازه های مختلف عدد بدون بعد پیشنهادی، و دیگری به صورت یک مدل جامع که بتواند در هر بازه ای از پارامترهای مختلف میزان بازیافت را پیش بینی کند انجام شده است. این شبیه سازی ها برای مخازن متعارف ناهمگون نیز انجام شده و از طریق اضافه کردن عدد بدون بعد مهمی که ناهمگنی مخزن را بیان می کند، ضریب دیکسترا-پارسون، به عدد بدون بعد پیشنهادی در حالت همگن، نتایج بررسی شده اند. بررسی ها نشان می دهد که این عدد بدون بعد جدید به خوبی میزان برداشت نفت را در مخازن ناهمگن مقیاس بندی می کند. در این راستا، مدل جدیدی نیز برای پیش بینی میزان برداشت نفت ناشی از روش ریزش ثقلی به کمک گاز برای مخازن ناهمگن ارائه شده است. شناسایی الگو های جریانی مختلف (غلبه نیروی ثقلی، ویسکوز و یا مویینه) می توانند برای طراحی کارآمد برنامه-های تزریق گاز، در پروژه های تجاری به منظور به دست آوردن بیشترین میزان برداشت نفت، مورد استفاده قرار گیرند. بدین منظور برای انواع مخازن مورد بررسی، نمودار الگو های جریانی مختلف برای این روش ازدیاد برداشت بر مبنای عدد ثقلی و عدد ثقلی توسعه داده شده اند.
- Abstract
- Scaling is a procedure of extrapolation of results obtained at one scale to another, usually from a small-scale laboratory observation to a large-scale process. In this thesis, it has been tried to use the results of previously conducted experiments based on dimensionless numbers, in order to represent a model for predicting the recovery factor resulted in gas-assisted gravity drainage EOR process, in an immiscible mode, in the conventional homogeneous and heterogeneous reservoirs. Dimensionless numbers can be developed using scaling procedure consists of dimensional or inspectional analysis. Inspectional analysis of GAGD process yields 9 dimensionless numbers which can be reduced to 5 independent dimensionless numbers: aspect ratio, density number, viscosity number, capillary number and bond number. Based on these numbers, a new combined dimensionless number (Ncom) was proposed for better representing all factors and forces that affecting the process. Good correlation was obtained between Ncom and oil recovery based on previously conducted tests on the core. In order to validate the applicability of this correlation for reservoir-scale process, GAGD process was simulated in a hypothetical reservoir using ECLIPSE black oil simulator, E100. These simulations were performed in a wide range of rock and fluids properties and operational parameters such as injection rate, injection pressure, pay zone thickness, etc. Data of different simulation runs in reservoir scale had somehow the same trend, which had been predicted by experimental data in core scale. On the basis of this new procedure, two types of modeling have done, first in the form of type curves in a variety of ranges of newly combined dimensionless number, and the second in the form of a comprehensive model by means of which recovery factor in every range can be obtainable. These simulations have been performed also for heterogeneous reservoirs, and by taking into account of an important dimensionless number which represents the reservoir heterogeneity, Dykstra-Parson coefficient, in addition to the number derived for homogeneous reservoirs, results have been studied. Observations in this case shows that this newly proposed combined number properly scales the performance of GAGD process in these type of reservoirs. In this respect, a new correlation has proposed to predict the recovery factor resulted in the GAGD process in heterogeneous reservoirs, by some modification on bond number. This enables us to predict oil recoveries from similar processes on reservoir scale if sufficient rock and fluid data is available. Flow regimes identification (gravity, viscous or capillary domination) can be used for designing efficient gas injection programs in commercial floods in order to obtain maximum oil recovery. GAGD flow regimes have been developed, for both kinds of reservoirs, based on gravity number and capillary number at different aspect ratios.
