بخشی از مقاله
چکیده
با تولید از یک مخزن گازمیعانی و افت فشارِ ناگزیر در نواحی اطراف دهانه چاه تا زیر نقطه شبنم و قرار گرفتن سیال در ناحیه معکوس میعانی، تودهای از میعانات از گاز جدا میشوند که با توجه به درصد حجمی اشباع این میعانات در محیط متخلخل، تولید و تراوایی نسبی گاز به شدت تحت تاثیر قرار می گیرد. علاوه بر کاهش تولید گاز، شکل گیری توده میعانات در دهانه ی چاه، مانع از تولید این مایع ارزشمند در سطح می شود. در این پژوهش با مطالعه رفتار و استفاده از مدل شبیه سازی شده ی یک مخزن واقعی و مقایسه تکنیک های مختلف تولید، روشی کاربردی جهت کنترل و کاهش پدیدهانسداد میعانی ارائه شده است.
استفاده از چاه افقی به عنوان جایگزینِ چاه عمودی در یک مخزن گاز میعانی تحت شرایط تولیدی برابر، می تواند افت فشار کمتری در دهانه چاه تحمیل کند. این امر تولید و گسترش توده میعانی در دهانه چاه را کاهش می دهد. نتیجه حاصل شده از این مطالعه، بیانگر این موضوع است که با این روش می توان میزان شکل گیریِ پدیده انسداد میعانی را تا حد قابل توجه ای کنترل کرد تا هم مدت زمان بازدهی مخزن را طولانی تر نمود و هم بر تولید مایع ارزشمند میعانات گازی افزود.
واژههای کلیدی: انسداد میعانی، مدل ترکیبی، شبکه بندی منطقهای، چاه افقی
- 1مقدمه
مخازن گاز میعانی در قیاس با مخازن نفتی و گاز خشک به دلیل رفتار منحصر به فرد ترمودینامیکی که طی تولید مخزن و افت فشار ایجاد شده در دهانهی چاه از خود نشان می دهند، به یک برنامه ریزی و مدیریت دقیق تر جهت تولید نیاز دارند. در میان مطالعاتی که در زمینه مخازن گاز میعانی صورت گرفته است موسکات - 1950 - 4 برای اولین بار نشان داد با شروع تولید از مخزن و افت فشار دهانهی چاه، مطابق با رفتار ترمودینامیکیِخاصِسیالِ مخزن و جدا شدن مایعات از فاز گاز، توده ای از میعانات به وجود میآید کهشدیداً تولید گاز را کاهش می دهد.[1]
تاکنون روش های گوناگونی جهت کنترل و کاهش پدیده انسداد میعانی پیشنهاد شده است. تزریق مجدد گاز تولیدی یکی از روشهای کم هزینه و معمول جهت انجام این کار است که هم در مقیاس آزمایشگاهی و هم در مقیاس مخازن واقعی اجرا شده است.[2]تغییر ترشوندگیِ سنگ مخزن با استفاده از فرایند تزریق پلیمر و تغییر آن از میعان دوست به گاز دوست نیز به صورت تئوری مورد توجه برخی از محققین قرار گرفته است.[3] در جهت کاهش تودهی میعانی در اطراف چاه، استفاده از فناوری چاه افقی با هدف جلوگیری ازتحمیل افت فشارِ بیش از اندازه در دهانه چاههای تولیدی نیز میتواند روشی موثر باشد.[4] حال این تحقیق پاسخگوی این سوال است که با توجه به خاصیت چاهای افقی و ایجاد سطح تماس موثرِ بیشتر بین چاه و مخزن، آیا می توان از آن به عنوان یک ابزار کنترل کنندهی فشار ته چاهی در مقایسه با چاه های معمولی استفاده نمود؟
- 2 روش و مراحل تحقیق
- 1-2 روش مدل سازی
قرار گرفتن سیال گاز میعانی در ناحیه دو فازی موجب می شودترکیب سیال دائماً با کاهش فشار تغییر کند. در این شرایط پیش بینی تعادل گاز و مایع دستخوش پیچیدگی زیادی می شود. در بین روش های مدل سازی مخازن هیدروکربوری، یعنی مدل نفت سیاه5 و مدل سیال ترکیبی6 در زمانی که مخزن وارد ناحیه دو فازی می شود، جهت مدل کردن رفتار مخازن گاز میعانی استفاده از مدل سیال ترکیبی ارجح تر می باشد، چرا که ترکیب هر لحظهیسیال در این مخازن شدیداً تحت تاثیر فرایند تولید و افت فشار مخزن است. در مطالعهی پیش رو به منظور بررسی رفتار تودهی میعانات گازی، از ترکیب مدل سه بعدی کارتزین و استوانهایِ نرم افزار شبیه ساز مدل ترکیبی، اکلیپس 7300 استفاده شده است.[5]
- 2-2 مدل مخزن
به منظور تحقیق در رابطه با تاثیر تولید از چاه افقی بر روی کیفیت شکل گیری تودهی میعانات گازی، یک مدل سه بعدی از یکی از مخازن گاز میعانی جنوب ایران استفاده شده است. با توجه به اینکه تولید تودههای مسدود کنندهی میعانات عمدتاً در شعاع چند فوتی دهانهی چاه صورت میگیرد به طور اختصاصی برای ارزیابی دقیق تغییرات میعانات در شعاع نزدیک چاه از تکنیک شبکه بندی منطقهای8 استفاده شده است. مدل مخزن به صورت کارتزین و سه بعدی است. اطلاعات مدل و مخزن به شرح جدولهای 1 و 2 می باشد.
- 3-2 مدل چاهها و سیال مخزن
در این مطالعه دو چاه به صوت افقی و قائم مدل سازی شده است. بهترین شبکه بندی برایمدل کردنِ یک چاه قائم مدل استوانه است. در این روشتقسیم بندیِفواصلِ بین بلوک ها به طور پیش فرض به صورت لگاریتمی با نزدیک شدن به چاه کاهش می یابد. مزیت این شبکه بندی، کاهش چشمگیر زمان محاسبات شبیه سازی است. اما شبکه بندی منطقهای چاه افقی به صورت کارتزین خواهد بود. این امر به دلیل ساختار محدود نرم افزار شبیه ساز است. به همین دلیل جهت ایجاد شبکه بندی کوچکتر در اطراف چاه افقی تمام بلوک اصلی را باید شبکه بندی نمود. جهت درک بهتر از شبکه بندی منطقه ای شکل 1کاملاً گویای مطلب میباشد. لازم به ذکر است هر دو چاه تحت سناریوی تولیدی یکسان، 10 میلیون فوت مکعب در روز جریان داده می شوند.
طول ناحیهی تولیدی چاه افقی 928 فوت می باشد و اندازه بلوک ها در شبکه بندی منطقهای به گونه ای است که بلوک های مجاور چاه عرضی کمتر از 0/6 فوت و طولی در حدود 1 متر دارند. طول ناحیهی تولیدی چاه قائم 137 فوت می باشد. بلوکهای اصلی به 20 زیر بلوک استوانهای به مرکزیت چاه قائم تقسیم شده اند. شعاع اولین بلوک از شبکه بندی منطقهای در مجاورت چاه کمتر از 0/5 فوت می باشد.
شکل :1 الف - شبکه بندی منطقه ای در اطراف چاه افقی ب - شبکه بندی استوانه ای منطقه ای در اطراف چاه قائم
دادههای آزمایشگاهی شامل فشار نقطه شبنم، آزمایش تبخیر آنی9 و آزمایش تخلیه حجم ثابت10 در دمای217 درجه فارنهایت بر روی نمونه ی سیال مخزن انجام شده است. با استفاده از اطلاعات آزمایشگاهی موجود، مدل سیال به کمک نرم افزار پی وی تی آی11 ساخته شده و با نتایج آزمایشات تطبیق داده شده است. در مدل سازی سیال از معادله حالت پنگ-رابینسون سه پارامتری استفاده گردیده است.
- 3 ارائه و تحلیل نتایج
طبق نتایج به دست آمده شیب افت فشار در چاه قائم شدید تر از چاه افقی است به طوری که طبق شرایط تولیدی یکسان، چاه قائم 1095روز زودتر از چاه افقی به فشار شبنم می رسد. افت سریع فشار درون چاهی چاه قائم بیانگر این موضوع است که سرعت شکل گیری میعانات، تراوایی نسبی گاز را به میزان بیشتری کاهش داده است و جهت حفظ تولید تکلیفی12،
