بخشی از مقاله
چکیده
در مخازن دارای نفت مرده به علت نداشتن نیروی محرکه کافی برای حرکت در محیط متخلخل، باید از همان ابتدای تولید از روش های بازیابی نفت ثانویه یا ثالثیه استفاده کرد که از جمله این روش ها می توان به روش سیلاب زنی اشاره کرد. در این مقاله شبیه سازی عددی برای شرح تئوری باکلی لورت به دلیل پیچیدگی کمتر آن نسبت به روش های تحلیلی انجام شده است. به علاوه سعی بر این است تا بتوان اشباع نفت مرده را به اشباع نفت باقی مانده کاهش داد و مقدار بازیابی نفت مرده را تا حد امکان افزایش یابد.
در طول این بررسی حرکت آب در یک لایه متخلخل با استفاده از روش عددی موجود در نرم افزار اکلیپس 100 شبیه سازی شده است.علاوه بر این عملکرد پارامترهای مؤثر از قبیل تراوایی مطلق، نسبت تراوایی نسبی آب به نفت و ن سبت گرانروی آب به نفت را بر روی حرکت جبهه و میزان ا شباع متو سط آب در مخزن برر سی میشود. آنالیز حساسیت نشان داد که مهم ترین پارامتر مؤثر در فرآیند سیلابزنی، نسبت تراوایی نسبی آب به نفت میباشد.
-1 مقدمه
پروژه تزریق آب بیشتر در مخازنی انجام می شود که مخزن شرایط تولید با انرژی طبیعی را ندارد و و یا تولید بیشتر از آن صرفه اقتصادی ندارد [1]؛ اما در بعضی مخازن نفت سنگین از همان ابتدای عمر مخزن، تزریق آب به منظور حرکت یکنواخت نفت در محیط متخلخل و کاهش ا شباع نفت به مقدار ا شباع نفت باقی مانده به صورت معمول انجام میپذیرد. .[2] عموماً مسائل تزریق آب را با استفاده از نرم افزارهای پیشرفته با روش های عددی می توان شبیه سازی کرد .[3]
از جمله تحقیقات پیشین انجام شده در زمینه سیلابزنی، پژوهش اوسو و همکاران 1 بر روی حرکت سیال در مخزن ناهمگن ا ست. مطالعه آنها بر روی سیلاب زنی و عملکرد آن در مخزن با ا ستفاده از روش باکلی لورت انجام گردیده ا ست .[4] همچنین وو و همکاران 2 حل تحلیلی مدل باکلی لورت را برای حرکت یک بعد ی سیال جابهجا کننده در محیط متخلخل همگن پیشنهاد کردند. به علاوه روش باکلی لورت را از محیط متخلخل همگن به محیط متخلخل ناهمگن بسط دادند .[5] همچنین هیگینز 3 بر روی کاربرد روش باکلی لورت برای برر سی عملکرد سیلاب زنی مخزن نفتی در یک بازه گ سترده تراوایی نسبی و اشباع نفت مطالعه کرده است .[6]
مدل باکلی لورت حل تحلیلی یک مدل سیلاب زنی با چندین فرض ساده شونده است. در این مطالعه سعی بر این است که بتوان با وارد کردن فرضیات ساده شونده مدل باکلی لورت به شبیه ساز، حرکت جبهه آب خروجی از شبیه ساز را به شکل حرکت جبهه آب در مدل باکلی لورت تبدیل کرد. لازم به ذکر است که شبیه ساز مورد استفاده پارامتر مورد نیاز را با روش عددی محاسبه کرده و در اختیار کاربر قرار میدهد.
همچنین تزریق آب را باید از ابتدای عمر مخزن به روش حرکت باکلی لورت در یک محیط همگن با استفاده از خصوصیات یک نفت مرده، شبیه سازی کرده و تاثیر عوامل گوناگون از جمله تراوایی، گرانروی، نیروی مویینگی و ... را بررسی کرد. علاوه بر این، در این مطالعه سعی بر شبیهسازی حرکت سیال به صورت باکلی لورت برای یک مخزن نفت سنگین، با استفاده از شبیه ساز اکلیپس 100 است. در این روش باید به عوامل مؤثر بر نحوه حرکت سیال از جمله تخلخل، تراوایی، گرانروی، نوع سیال جا به جا کننده و نوع سیال جا به جا شونده، ضخامت مخزن، دبی تولید و تزریق از مخزن و نیروی مویینگی اشاره کرد.
-2 مفهوم سیلاب زنی و مدل ریاضی باکلی لورت
یکی از رایجترین و پرکاربرد ترین روشهای ازدیاد بردا شت تزریق آب ا ست. تزریق آب بی شتر به منظور جابهجا کردن هیدروکربن مخزن و کاهش افت فشار می باشد .[7] آب به دلیل فراوانی و در دسترس بودن همواره یکی از گزینههای مورد استفاده برا ی تولید هیدروکربن در مدت عمر دوم یا سوم مخزن به شمار میرود. اگر در سیلابزنی، آب به تنهایی و بدون هیچ گونه تغییر فیزیکی و شیمیایی تزریق شود، زیر مجموعه بازیابی نفت ثانویه قرار میگیرد. در غیر این صورت در مجموعه روشهای ازدیاد برداشت نفت قرار میگیرد.
منظور از تغییر شیمیایی شامل افزودن پلیمرها وماده فعال سطحی، حل کردن کربندیاکسید در آب و و منظور از تغییر فیزیکی تبدیل آب به بخار و تزریق بخار آب به مخزن می باشد .[8]
زمان منا سب برای تزریق آب در مخزن برا ساس دبی تولید نفت، خ صو صیات نفت تولیدی، آب تزریقی و خ صو صیات سنگ تعریف می شود. معمولا زمان تزریق آب زمانی ا ست که دبی تولید نفت روند کاه شی دا شته و تولید نفت از آن زمان به بعد صرفه اقت صادی ندارد . روند تغییرات دبی با زمان برای یک مخزن با هر سه دوره تولید در شکل 1 ن شان داده شده ا ست
برای یک مخزن شامل نفت معمولی، بازیابی دوره اول تولید بین 15 تا 30 درصد نفت اولیه درجا، بازیابی دوره دوم تولید بین 45 تا 50 درصد نفت اولیه درجا می باشد که تزریق آب در دوره دوم تولید حدود 20 درصد نفت اولیه درجا را تولید می کند که این مقدار پایینی است.[ 10 ] باکلی لورت یک تئوری پایه سیلاب زنی آب است. هدف آن تعیین عبارتی برای سرعت جبهه آب با اشباع آب ثابت است که از میان مغزه عبور می کند .[11]
فرضیات روش عبارتند از: .1سیالات امتزاج ناپذیر هستند.
.2جریان سیلابزنی به صورت تک بعدی با دبی کلی ثابت می باشد. .3سیالات تراکم ناپذیر هستند - گرانروی و دانسیته ثابت دارند - . .4هیچ گونه واکنش و انتقال جرمی بین سیالات اتفاق نمی افتد.
همانطور که اشاره شد، مدل باکلی لورت حرکت جبهه آب در محیط متخلخل به منظور ازدیاد برداشت نفت، پیش بینی می کند که پس از حل تحلیلی آن شکل 2 حاصل میشود که به دلیل غیر منطقی بودن وجود دو اشباع در یک نقطه معادله را به گونه تغییر داده میشود که شکل آن منطقی شود. پس از انجام این عمل شکل 3 حاصل میشود که به اسم مدل باکلی لورت نام گذاری شده است. مدل باکلی لورت بیانگر این است که در حین تزریق آب و حرکت رو به جلو جبهه آب، اشباع نفت پشت جبهه به اشباع نفت باقی مانده و اشباع آب در جلو جبهه، همان مقدار اشباع آب همزاد باشد.
