عنوان پایان‌نامه
بررسی و شبیه سازی پدیده تولید شن به روش المانهای م
- رشته تحصیلی
- مهندسی نفت - مخازن هیدروکربوری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 38334;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 28
- تاریخ دفاع
- ۲۹ تیر ۱۳۸۷
- دانشجو
- امراله علیزاده
- چکیده
- تولید شن یکی از پدیده های رایج در صنعت نفت است که هر ساله رفع یا جلوگیری از تولید آن هزینه های هنگفتی بر این صنعت تحمیل می کند. در ده ساله اخیر پیشرفتهای چشمگیری برای درک مکانیزم تولید شن انجام شده است اما مکانیزم حقیقی تولید شن هنوز شناخته شده نیست و مدلهای موجود که تولید شن را پیش بینی می کنند کاملا ٌتوسعه یافته نیستند، به همین دلیل کاربرد این مدلها یا نرم افزارها بسیار محدود است. هدف اصلی در این پروژه بدست آوردن مدلی می باشد که باعث درک بهتر مکانیزم تولید شن شده و نهایتا ٌنتایج بدست آمده با آنچه از طریق آزمایشگاه بدست آمده است مقایسه خواهد شد. به کمک نتایج حاصل از این پروژه می توان میزان تولید شن و نحوه پراکندگی حفره ناشی از تولید شن را بعنوان تابعی از تنش وارد شده و تولید نفت حدس زده و آن را تحلیل نمود. در ابتدا مکانیک تولید سنگ یا شن و چگونگی مدل کردن آن مرورشده است. مکانیک تولید شن از مفاهیم مکانیک سنگ و جریان چند فازی قابل استنتاج است. بعد از آن، بر اساس روشهای مدلسازی که درکارهای قبلی انجام شده و به آن اشاره شده است، مسیر حرکت تعیین و در ادامه آن یک مدل هیدرودینامیکی- مکانیک سنگی ارائه شده است. این مدل با استفاده از قانون بقای جرم که روی سنگ، سیال و مخلوط سنگ و سیال نوشته شده بدست آمده و در آن شن ها، خرده های سنگ هستند که در اثر فرآیند خوردگی از سنگ مخزن جدا می شوند. در این میان مکانیک سنگ نیز بصورت خودبخودی وارد معادلات خواهد شد، چرا که این مفهوم در ذات تغییر شکل نهفته است. واضح است که قوانین مهمی چون قانون Darcy، قانونهای خوردگی یا قانونMohr-Coulomb در این قسمت به کارگرفته شده اند. در نهایت حل عددی معادلات بدست آمده ارائه شده است که از روش اجزاء محدود که در هم آمیخته با روش نیوتن- رافسون است استفاده شده و صحت آن با مقایسه با نتایج آزمایشگاهی سنجیده شده است. برای بسط بیشتر موضوع مثالهایی آورده شده اند که دارای فیزیکی بسیار نزدیک به واقعیت هستند و نتایج آنها بسیار رضایت بخش می باشند و تا حد زیادی تئوریهای موجود در مورد مکانیزمهای تولید شن را تایید می کنند.
- Abstract
- Sand production is a usual problem in oil industry which imposes a large amount of cost to prevent or solve this problem. During recent decade, attempts were done to investigate the nature of sand production but the real mechanism has not been known yet and the softwares are not fully developed and their applications are limited. Therefore, the main idea here is to build a model able to lead to a better understanding of the sand production mechanism. The results of such a model will finally be compared with those gained from laboratories to check the model performance. The result will help us to predict the amount of sand production, propagation of the holes generated by this phenomenon as a function of stresses and oil rate. First, the ways passed by the others were reviewed to gain their ideas to build a new mechanical- hydrodynamic model. This model was achieved by means of mass balance equation applied for rock, fluid and suspended sands in fluid. Obviously, equations such as Darcy or Mohr-Colomb are also used to simply the relations between parameters as auxiliary equations. Finally, the derived equations are solved by Finite Element method in which Newton-Raphson method is used to overcome nonlinearities. The result is compared with experimental results and shows high degree of consistency. To develop the model, more realistic examples are also presented that all are confirming the nature of the sand production and previous works.
