بخشی از مقاله
چکیده
بررسی روشهای افزایش ضریب بازیافت نفت یکی از مهمترین وظایف مهندسین مخزن شمرده می شود. از دهه 80 میلادی با فراگیر شدن کامپیوترهای شخصی و افزایش سرعت و قدرت گرافیکی آنها، عملا استفاده از شبیهسازی جهت محاسبات ضریب بازیافت، مدیریت و پیشبینی رفتار مخازن نفت و گاز، کاربرد گستردهای پیدا نموده است. تزریق گازهای هیدروکربنی در مخازن نفتی ایران، عمدتا به صورت غیرامتزاجی - به دلیل طبیعت سنگهای مخازن ایران - که غالبا کربناته و نفتدوست میباشند و همچنین در دسترس بودن مقادیر قابل توجه گاز در مناطق جنوبی، از دیرباز مورد استفاده قرار گرفته است. از عمده اهداف تزریق گاز در مخازن نفتی میتوان به افزایش ضریب بازیافت تولید نفت از مخازن و همچنین جلوگیری از افت فشار در نبود آبده فعال اشاره کرد.
مخزن مورد بررسی به دلیل ترکیب سنگ شناسی آن که متشکل از سنگهای کربناته شکافدار میباشد و با توجه به افت فشار معادل 14 Psi/MMSTB در طول تاریخچه 8 ساله تولید خود، کاندیدای خوبی جهت تزریق گاز با هدف تثبیت فشار و افزایش ضریب بازیافت میباشد. با توجه به شکافدار بودن سنگ و وجود سابقه تزریق گاز در مخازن نفتی ایران، عملکرد تزریق گاز در اینگونه مخازن بسیار خوب پیش بینی میگردد. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار اکلیپس 100 ، در ابتدا رفتار آینده مخزن با استفاده از انرژی خود مخزن در حالت طبیعی پیشبینی گردید و سپس تزریق آب و گاز جهت کاهش افت فشار مخزن و افزایش بازیافت صورت پذیرفت. با انجام سناریوهای مختلف، مشخص شد که سناریوی تزریق گاز با دبی 11000 Mscf/day بهترین سناریوی تولیدی میباشد.
.1 مقدمه و منابع نظری
صیانت از ذخایر نفت خام کشور به عنوان ثروت امروز و میراث آیندگان، یکی از ضرورتهای مهم و استراتژیک در بخش انرژی و اقتصاد کلان مملکتی است که این مهم با راهکار مدیریت یکپارچه مخازن با هدف حداکثرسازی سودآوری مخازن، بیشینه کردن بازیافت آنها و حداقل نمودن هزینههای تولید محقق خواهد شد.[1] از آنجا که تعداد زیادی از مخازن نفتی کشور در پایان دوره اول عمر خود هستند و با توجه به نقش کلیدی تولید و صادرات نفت در اقتصاد و هزینه بالای حفر چاه برای حفظ سطح تولید، ایجاد روشهای نوین در زمینه بازیافت نفت باقیمانده در مخزن به شدت مورد نیاز است و انجام پروژههایی در راستای ازدیاد برداشت ضروری است. امروزه بر اساس ویژگیهای هر مخزن، روشهای مختلفی برای افزایش بازیافت نفت از مخازن دنیا اعمال میشود.
از اینرو، یافتن روشی بهینه برای افزایش بازیافت نفت از مخازن، نیازمند انجام مطالعات جامع فنی و اقتصادی است. یکی از روشهای ازدیاد و برداشت نفت، فرآیند تزریق غیرامتزاجی گاز و آب می باشد که اگر فشار تزریق در یک مخزن به اندازهای پایین باشد که سیال تزریقی نتواند ضمن راندن نفت به سمت چاههای تولیدی با آن مخلوط شود این فرآیند را تزریق غیرامتزاجی گویند که در یک میدان نفتی، بازیافت نفت را به حدود %25 تا %50 میرساند.
این روش تزریق در مخزن با هدف نگهداری یا افزایش فشار مخزن موجب کاهش »کشش سطحی« نفت و کاهش فشار موئینگی، افزایش ضریب انبساط حجمی نفت و کاهش گرانروی نفت مخزن میشود. از نظر جابهجایی نفت به وسیله ریزش ثقلی، گاز خشک در مقایسه با گاز غنی شده و یا گاز متعادل، دارای وزن کمتر است که به جریان جابهجایی نفت کمک می کند، در عین حال اثر انبساطی آن نیز کمتر از گاز متعادل یا غنی شده است. همچنین باید به این نکته نیز توجه داشت که راندمان تزریق آب در مخازن نفتی آب دوست بسیار بیشتر از بازدهی آن در مخازن نفت دوست میباشد.
.2 روش و مراحل تحقیق
در این تحقیق برای تخمین خواص سیالات مخزن از نرم افزار PVTi استفاده شد و پس از ساخت مدل استاتیک مخزن به وسیله ی نرم افزار RMS شبیهسازی توسط شبیهساز اکلیپس 100 انجام شد و سناریوهای متفاوت تزریق گاز و تزریق آب با هم مقایسه شدند.
-1- 2 خواص سیالات
اندازهگیری خواص سیال توسط نرم افزار PVTi انجام گرفته است. در مدل شبیهساز نفت سیاه، خواص سیال به وسیله جداول PVT تعریف میشود که دربردارندهی ضرایب حجمی سازند و نسبت گاز به نفت محلول در فشارهای مختلف میباشد. در مدلسازی نفت سیاه PVT سیال مخزن به عنوان تابعی از فشار اشباع بدست میآید زیرا مدل نفت سیاه بر این فرض است که خواص سیال مخزن تابعی قوی از فشار میباشد.
در اینجا از معادله حالت سه پارامتری پنگ رابینسون استفاده شده و نوع رابطه1 ویسکوزیته، لورنز- بری-کلارک بوده است. پس از معادله حالت و ورود اجزا و درصد مولی آنها شبیهسازی انجام و نتایج حاصل با داده های آزمایشگاهی مقایسه شدند. با در نظر گرفتن پارامترها به عنوان متغیر تطابق خوبی از خواص سیال گرفته شد. مدل مورد نظر دارای نفتی با 30 API و دمای 150 درجه فارنهایت میباشد. - جدول - 1
-2-2 توصیف مدل
مدل زمینشناسی بخش یاد شده از مدل ساختمانی کل مخزن که با نرم افزارRMS و توسط اداره مطالعات زمینشناسی مناطق نفتخیز جنوب ساخته شده است جدا گردید. سپس جهت ایجاد گسل مورب موجود و حذف قسمتهای اضافی، مدل جدا شده با استفاده از امکانات نرمافزار - petrel 2009.1 - RE برش داده شد و مدل ساختمانی سه بعدی مخزن ایجاد گردید. پس از درشت نمایی2 و اختصاص دادههای خواص سنگ و سیال مدل زمینشناسی به مدل دینامیک مخزن تبدیل گردید. آنگاه تطابق تاریخچه عملکرد مخزن آسماری با مدل شبیهساز نفت سیاه صورت پذیرفت و پس از آن پیشبینی عملکرد مخزن تحت سناریوهای تخلیه طبیعی و تزریق گاز مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرارگرفت.
مخزن نفتی مورد مطالعه یک مخزن شکافدار با مکانیزم تخلیه گراویتی است. این مخزن همچنین دارای 5 گسل و دارای 3 چاه میباشد. 2 چاه عمودی و 1 چاه افقی در این میدان وجود دارد. شروع تولید از مخزن از سال 1999 با نرخ 500 بشکه در روز ابتدا توسط یک چاه عمودی بوده و با گذشت زمان این نرخ نیز افزایش یافته است و به حدود 9000 بشکه رسیده است. البته نوساناتی هم در نرخ تولید دیده میشود. با نرخ تولید نزولی در سال 2004 تولید روزانه به میزان 6000 بشکه در روز رسیده است.
مدل این مخزن شامل بلوکی با ابعاد 30 18 12 است. در این مخزن برای پیشبینی فرآیند تزریق آب و گاز ابتدا فرآیند تطابق تاریخچه را انجام دادیم. برای این کار پارامترهای قابل تغییر مانند تراوایی شکاف و یا خصوصیات تراکم پذیری سنگ و تخلخل که با توجه به عدم مطالعات جامع مخزن در گذشته میتوانستند مورد بازنویسی قرار گیرند را تغییر دادیم تا در نهایت تطابق تاریخچه اتفاق افتد. نتایج مربوط به قبل از تطابق و بعد از تطابق تاریخچه در شکل 1و2 ارائه شده است.
