بخشی از مقاله
چکیده
ایجاد مایع اطراف چاه باعث کاهش برگشت ناپذیر در تولید چاه می شود که البته کمی به وسیله تاثیرات مویینگی جبران می شود. با گذشت زمان این میعانات در نواحی اطراف چاه تجمع یافته و منجر به تشکبل توده ای از میعانات گازی می شود که خود باعث کاهش تراوایی گاز و در نتیجه کاهش قابلیت تحویل دهی چاه می گردد. به عبارت دیگر تشکیل توده میعانات گازی یا پدیده مسدود سازی ناشی از میعانات در اطراف چاه را می توان به عنوان یک ضریب پوسته اضافی تصور کرد. بررسی این پدیده به دلیل وجود یک سری فرآیندهای پیچیده که غالبا در اطراف چاه روی می دهد می تواند مشکل باشد
مقدمه و مبانی نظری
مخازن گاز میعانی نوع خاصی از مخازن هیدروکربوری بوده و به عنوان حد واسطی میان مخازن نفتی و گازی محسوب می شود . این مخازن دارای رفتار فازی و ترمودینامیکی بسیار پیچیده ای هستند به طوری که از میان تمام سیالات هیدروکربوری، این گروه از سیالات گروهی هستند که در تبیین رفتار مخزن در حالت تخلیه طبیعی به دلیل تغییر ترکیب اجزا اولیه سیال در زمان تولید ، مارا ناچار به استفاده از شبیه سازی ترکیبی می کنند.
مخازن گاز میعانی به مخازنی گفته می شود که دمای مخزن بین دمای بحرانی و حداکثر دمای آن باشد. وقتی فشار در مخزن گاز میعانی به زیر فشار نقطه شبنم برسد گاز شروع به مایع شدن می کند و در فشارهای پایین تر میزان تشکیل مایع افزایش می یابد. مایعی که بدین ترتیب از گاز در مخزن تشکیل می شود در اثر نیروهای موئینه به ویژه زمانیکه تراوایی مخزن کم باشد در سنگ مخزن محبوس می شود. شکل زیر نمودار عملکرد مخزن گاز میعانی را نشان می دهد. زمانیکه فشار مخزن به زیر نقطه شبنم برسد نسبت مایع در جریان تولیدی در سطح کاهش می یابد - نمودار - A یک فاز مایع در مخزن تشکیل می شود و نسبت مایع به گاز بتدریج افزایش می یابد. - نمودار - B درنتیجه درجه اشباع مایعات در مخزن شروع به افزایش پیدا می کند.
مخازن گازی میعانیعموماً در عمق بیشتر و در دما و فشار بالاتری نسبت به مخازن نفتی یافت می شوند که نمونه قابل ذکر در کشورمان ، میدان پارس جنوبی است. این مخازن را به مخازن غیرمعمول نام گذاری کرده اند . یکی از آخرین مدل های ارائه شده جهت بررسی مخازن گاز میعانی ، وجود سه ناحیه در اطراف چاه است ناحیه :1 این ناحیه نزدیک ترین ناحیه به چاه تولیدی بوده و دارای سیال متحرک دو فازی نفت و گاز است .حرکت میعانات گازی در این ناحیه مانعی جهت تولید گاز از چاه محسوب می شود . ناحیه : 2 یک ناحیه میانی محسوب می شود ، دارای فشار کمتر از نقطه شبنم است و در نتیجه میعانات گازی در این ناحیه تشکیل می شود .با این حال در این ناحیه فاز مایع ساکن است . ناحیه :3 این ناحیه که دورترین ناحیه در اطراف چاه است ، دارای فشاری بالاتر از نقطه شبنم سیال بوده و در نتیجه در این ناحیه سیال به صورت تک فاز است
نواحی جریانی برای یک مخزن گاز میعانی
در ابتدا برداشت از این مخازن به صورت تک فاز است و باگذشت زمان اجزای سنگین از گاز جدا شده و باعث تجمع میعانات در اطراف چاه می شود .در حد فاصل دمای بحرانی تا حداکثر دمای دو فازی این روند رخ می دهد و بستگی به میزان اشباع گاز از ترکیبات میانی دارد. مضرات تشکیل میعانات در درون مخزن : بخشی از میعات به دیواره چاه می چسبند اینمعمولاً در نزدیکی چاه رخ می دهد که باعث می شود که افت فشار زیادی تحمیل کند و میعانات با ارزش را در مخزن محبوس کند و همچنین با تنگ کردن مسیر جریان گاز در میان منافذ سنگ منجر به کاهش نفوذپذیری مؤثرگاز و نتیجتاً افت تولید از چاه را منجر می گردد.در بالای نقطه شبنم 3 فاکتور ارتفاع مخزن گرانروی گاز ، نفوذپذیری مخزن عامل اصلی تولید هستند.
آزمایش هایی با عنوان تخلیه با حجم ثابت CVD و انبساط با ترکیب ثابت CCE که بر روی سیال مخازن انجام می گیرد ، درصد میعانات حاصل از افت تدریجی فشار سیال تعیین می گردد
براساس نتایج فوق که از آزمایشگاه در اختیار ما قرار می گیرد مخازن گاز میعانی را به دو دسته فقیر و غنی تقسیم بندی می کنیم. اما این نکته قابل ذکر است که حتی در مخازن فقیر تأثیرات افت فشار منجر به افت شدید تولید می شود. یکی دیگر از تحقیقاتی که انجام گرفت ناچیز بودن تاثیر نمودارهای تراوایی نسبی در تشکیل میعانات گازی در این نوع مخازن می باشد
همانطور که اشاره شد این مخازن را مخازن غیرمعمول می گویند و به دلیل فشار پیچیده این مخازن در نزدیکی نقطه بحرانی تنها می توان راهکاری را برای تولید صیانتی بیان کرد. به طور کل دو روش عمده را برای تولید از این مخازن ذکر می کنیم : - 1 - روشهای جهت جلوگیری از ایجاد تجمع میعانات در مخزن ، - 2 - حذف پوسته ایجاد شده و تحریک چاه ، جهت افزایش بهره وری می باشد.
سه عامل باعث ایجاد گرادیان فشار نسبتا زیادی در مخازن شکافدار طبیعی دارای میعانات گازی میشوند که عبارتاند از: - 1آسیب فیزیکی نزدیک چاه :این نوع آسیب باعث کاهش شعاع حفره ها و شکاف می شود - 2وجود میعانات گازی :زمانی که فشار مخزن زیر نقطه شبنم قرار می گیرد این میعانات ایجاد شده و با کوچک کردن مسیر عبور سیال باعث کاهش تراوایی نسبی فاز گاز می شوند - 3تاثیر جریان غیر دارسی :بر اثر کوچک شدن مسیر عبور سیال نزدیک چاه در نتیجه افزایش سرعت آن ممکن است جریان غیر دارسی نزدیک چاه ایجاد شود.
روش و مراحل تحقیق - Materials and Methods -
با توجه به اهمیت تأثیر سرعت بر تراوایینسبی میعانات گازی، نحوه تعیین تغییرات تراوایینسبی با سرعت ضروری بهنظر میرسد. معمولا این موضوع از طریق مرتبط ساختن تراوایینسبی به عدد مویینگی صورت میگیرد. عدد مویینگی یک عدد بدون بعد بوده و میزان اهمیت نسبی نیروهای ویسکوز و مویینه را مشخص میکند و به صورت زیر تعریف میشود:
همانطور که در رابطه مشاهده میشود، عدد مویینگی با سرعت گاز متناسب بوده و با کشش سطحی گاز و میعانات گازی رابطه معکوس دارد. محدوهای از عدد مویینگی که بر بهرهوری چاه تأثیر میگذارد به دبی سال تولیدی، میزان غنای سیال و فشار جریانی تهچاه بستگی دارد، با این حال به عنوان یک قاعده کلی میتوان گفت که محدوده مؤثر آن 10-6 الی 10-3 است. در مقادیر بالا نیروهای ویسکوز، تراوایینسبی هر دو فاز گاز و مایع بهتر شده و شکل نمودارهای تراوایی صافتر میشود که دلیل این دو پدیده عبارتند از: کاهش پیچاپیچی مسیرهای جریانی سیال و کاهش اشباع غیر هادی. به هنگام افزایش نیروهای ویسکوز در مکانهایی که پیش از این تحت تأثیر نیروهای مویینه هستند یک مسیر میانبر جریان از میان فاز دیگر ایجاد میشود، و در نتیجه پیچاپیجی کاهش مییابد.
در همین حال، نیروهای ویسکوز میتوانند بخش غیر هادی اشباع سیالات را کاهش دهند. در این صورت حبابهای ایزوله که عامل اصلی اشباع باقیمانده سیالات هستند قابلیت تحرک پیدا کرده و ضمن ایجاد یک مسیر جریانی از محیط متخلخل خارج میشوند. به هنگام تغییر سرعت در یک کشش سطحی ثابت - یا تغییر کشش سطحی در یک سرعت ثابت - تراوایینسبی سیالات گازمیعانی تغییر میکند. با وجود چنین شرایطی ایجاد یک سری نمودارهای تراوایینسبی جهت پوشش دادن محدوههای مختلفی از دبی و کشش سطحی در رژیمهای مختلف جریان ضروری بهنظر میرسد. جهت ایجاد چنین نمودارهایی عدد مویینگی که در خود تأثیر دو پارامتر کشش سطحی و سرعت را دارد انتخاب شدهاست. تا به حال عدد مویینگی در شرایط پایدار به ازای نقاط مختلف تراوایینسبی در دبیها و کششهای سطحی مختلف اندازهگیری شدهاست. در چنین شرایطی، سرعت گاز باید به صورت سرعت ظاهری و در همان شرایط آزمایشگاهی گرانروی گاز اندازهگیری شود
روابط تجربی ارایه شده جهت ایجاد نمودارهای تراوایینسبی در سرعتهای بالا بر اساس عدد مویینگی میباشند. این روابط را میتوان به دو دسته تقسیم کرد به طوری که برخی محققین روابط کوری [9] را پیشنهاد کردهاند با این تفاوت که در آن ثابتهایی به عدد مویینگی وابسته هستند، در حالیکه برخی دیگر روش درونیابی بین تراوایی غیرامتزاجی - در اعداد مویینگی پایین - و تراوایی امتزاجی - در اعداد مویینگی بالا - را ارایه نمودهاند. با این حال در هر دو روش مذکور، نوعی درونیابی وزنی بین نمودارهای تراوایینسبی بر اساس عدد مویینگی وجود دارد.
ارائه و تحلیل نتایج
در این تحقیق به بررسی چاه آزمایی مخازن گاز میعانی طبقاتی پرداخته شده است . ابتدا در شبیه ساز E300مدل طبقاتی ساخته شده و این مدل برای سیالات گاز میعانی رقیق وغنی اجرا گردیده است
