بخشی از مقاله
چکیده:
مخازن شکافدار درصد مهمی از مخازن هیدروکربنی موجود در سراسر دنیا را تشکیل می دهند. بخش عمده ای از مخازن نفت وگاز کشور ایران نیز از نوع شکافدار می باشند. با توجه به اهمیت گاز طبیعی به عنوان یک منبع اصلی انرژی اهمیت مخازن شکافدارگاز خشک هم افزایش می یابد. [4] پایش چاه و بررسی تغییرات پتانسیل تولیدی آن در دوره تولید، از مهم ترین مسائل موجود در بهره برداری از مخازن نفت و گاز است. این مهم درچاه های گازی به دلیل پیچیده تربودن حرکت سیال از مخزن به داخل چاه در مقایسه با چاه های نفت، به مراتب مشکل تر است. از طرف دیگر، مقایسه پتانسیل تولیدی چاه ها با یکدیگر برای برنامه ریزی تولید و عملیات مختلف روی چاه از دیگر مسائل موجود در مهندسی بهره برداری است.[3]
هر چند شبیه سازی چاه های گازی بهترین راه مطالعه پتانسیل تولیدی آنهاست، اما در عمل به استفاده از این روش به دلیل نیاز به اطلاعات زیاد و همچنین ساده نبودن آن، کمتر توجه می شود. در این بین استفاده از شاخص بهره دهی که پتانسیل تولیدی چاه ها را ب هصورت بسیار ساده و در قالب یک عدد بیانمی کند، می تواند بسیار مفید باشد.در این تحقیق سعی بر آن است تا با استفاده از نتایج آزمایش جریان بعد از جریان، روش ساده و قابل استفاده ای برای به دست آوردن شاخص بهره دهی در چاه های گازی ارائه داد. در انتها نیز برای نشان دادن کاربردی بودن این روش، به بررسی نمونه های واقعی پرداخته می شود.
مقدمه
شاخص بهره دهی پارامتر مهمی است که درواقع توصیف کننده توانایی مخزن در انتقال سیال به درون چاه است. این پارامتر در مخازن نفتی زیر فشار اشباع که رابطه دبی با فشار تولیدی خطی است، به صورت نمودار فشار چاه- دبی تولیدی تعریف IPR معکوس شیب نمودار می شود. درواقع این شاخص، مقدار دبی تولیدی چاه را به ازای یک واحد افت فشار نشان می دهد، اما ازآنجاکه در مخازن گازی دبی تولیدی با فشار چاه رابطه خطی ندارد، استفاده از این پارامتر نیز کمی مشکل تر خواهد بود. در ادامه، چگونگی استفاده از این پارامتر و کاربرد آن در مخازن گازی همراه با نمونه های واقعی تشریح می شود.2]،[1
-1 شاخص بهره دهی در مخازن گازی
مطابق قانون دارسی در مخازن گازی برخلاف مخازن نفتی، دبی تولیدی متناسب با توان دوم فشار است. بنابراین تعریف شاخص بهره دهی در این مخازن به صورت رابطه [1] معرفی می شود اگر نمودار توان دوم فشار را بر حسب دبی تولیدی متناظر با آن ترسیم کنیم، خواهیم دید این رابطه نیزمخصوصاً در دبی های بالا خطی نیست. دلیل این امر پدیده توربولنسی است که افت فشار اضافی بوجود موجود - روابط فتکوویچ، جونز IPR می آورد. این موضوع در روابط 1 - و... - نیز به راحتی مشاهده می شود است، IPR ازآنجاکه شاخص بهره دهی معکوس شیب نمودار مقدار آن نیز در نقاط مختلف نمودار متفاوت خواهد بود. در این شرایط می توان سه نوع شاخص بهره دهی برای یک چاه گازی تعریف کرد [1 ]
1-1 شاخص بهره دهی ظاهری
برای به دست آوردن این مقدار در هر نقطه نمودار، می توان مقدار دبی و فشار را در رابطه - - 1، جایگزین و نتیجه را به منزله عددی کهظاهراً بیان کننده شاخص بهره دهی است، گزارش کرد. در این مورد خطی به نقطه موردنظر، رسم و معکوس IPR درواقع از ابتدای نمودار شیب این خط به دست آورده می شود. عدد حاصل شده شیب ظاهری منحنی نمودار است که با شیب لحظه ای منحنی در آن نقطه - خط مماس بر منحنی - متفاوت خواهد بود. شکل 1 بیان کننده تفاوت این دو نوع شیب است. 2]،[1
1-2 شاخص بهره دهی واقعی
این مقدار درواقع شیب واقعی نمودار دبی در برابر توان دوم فشاردر هر نقطه است. برای محاسبه این شاخص در صورت داشتن رابطه دبی بر حسب توان دوم فشار، می توان در هر نقطه از دبی نسبت به توان دوم فشار مشتق گرفت و مقدار آن را به منزله شاخص بهره دهی واقعی گزارش کردمثلاً. اگر فرض کنیم داده های چاه از رابطه فتکوویچ تبعیت می کنند، شیب نمودار در هر نقطه با رابطه زیر برابر خواهد بود: چنانچه ملاحظه می شود، عدد حاصل از رابطه بالا برابر با شاخص بهره دهی واقعی خواهد بود؛ چراکه این مقدار، شیب نمودار دبی در برابر توان دوم فشار است - دبی متغیر وابسته است - نه برعکس آن! ناگفته پیداست، شاخص بهره دهی واقعی نیز از نقطه ای به نقطه دیگر تفاوت دارد. [1]
1-3 شاخص بهره دهی متوسط
مقادیر شاخص بهره دهی ظاهری و واقعی برای هر چاه یک عدد ثابت نیستند و از نقطه ای به نقطه دیگر متفاوت خواهند بود، اما هدف از تعریف شاخص بهره دهی نشان دادن پتانسیل تولیدی یک مخزن در یک چاه با عددی مشخص است و تعریف کردن آن به صورت نقطه ای نمی تواند در عمل استفاده شود. به همین منظور در اینجا شاخص بهره دهی متوسط برای هر چاه تعریف می شود که برای هر چاه مقداری ثابت خواهد بود. برای بدست آوردن شاخص بهره دهی متوسط، مقدار واقعی آن در نقاط مختلف به دست می آید و میانگین آنها محاسبه می شود. مقادیر شاخص های بهره دهی ظاهری، واقعی و متوسط برای یکی از چاه های میادین گازی کشور در جدول 1 و متوسط مقادیر شاخص بهره دهی ظاهری نیز برای مقایسه آورده شده است. 2]،[1
-2 شاخص بهره دهی ویژه
از شاخص بهره دهی برای مقایسه تغییرات پتانسیل تولید یک چاه در یک دوره تولیدی مشخص یا بررسی تأثیر عملیات مختلف - اسیدزنی، مشبک کاری - روی یک چاه استفاده می شود، اما اگر هدف، مقایسه پتانسیل تولید چاه های مختلف یک میدان باشد، شاخص بهره دهی ویژه برای مقایسه بهتر کاربرد دارد که به این صورت تعریف می شود [2] را در یک چاه در انتقال » واحد طول مخزن « این شاخص درواقع تواناییسیال به درون چاه نشان می دهد. استفاده از این پارامتر نیز مشکلاتی به همراه دارد. برای نمونه ممکن است در یک چاه، بازهنسبتاً وسیعی مشبک کاری شده باشد، اما فقط بخشی از آن پتانسیل تولید مناسبی داشته باشد.
در انتها لازم به ذکر است که در صورت استفاده از شاخص بهره دهی برای مقایسه بین چاه های مختلف، علاو ه بر طول بازه تولیدی، به شرایط دیگر چاه ازجمله مقدار فشار مخزن در آن بخش، تکمیل چاه وغیره باید توجه کرد. در این مطالعه، یکی از میادین گازی کشور بررسی شده است. نوع تکمیل چاه در چاه های این میدان، یکسان و طول بازه تولیدی نیز تفاوت چندانی نداشته است. به همین دلیل از شاخص بهره دهی متوسط همراه با در نظر گرفتن مقدار فشار بسته چاه استفاده شد. 1]،[2
-3 شاخص بهره دهی در تعدادی از چاه های یک میادین گازی
با استفاده از اطلاعات حاصل از آخرین آزمایش روی تعدادی از چاه های یکی از میادین گازی مقادیر شاخص بهره دهی متوسط آنها، محاسبه و نمودار آنها به همراه مقدار فشار بسته چاه در شکل 2 ترسیم شده است. همان گونه که از نمودار پیداست، چاه شماره 1 قوی ترین چاه است.و پی از آن چاه های شماره 5،6،8 قرار میگیرند و ضعیف ترین چاه نیز 4،9 هستند. باید دقت داشت که چاه شماره 9 با داشتن شاخص بهره دهی نزدیک به چاه شماره 4، به مراتب وضعیت بهتری دارد. دلیل این امر این است که چاه شماره 9، فشار بسته بالاتری نسبت به چاه شماره 4 دارد. با توجه به اینکه تفاضل توان دوم فشار در مخرج رابطه قرار دارد، در تفاوت های کوچک شاخص بهره دهی، تأثیر فشار بیشتر ازمقدار دبی خواهد بود.2]،[3
