بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
مقایسه مکانیزم رانش گاز محلول در مخازن شکافدار در دو مدل تخلخل دوگانه تخلخل-تراوایی دوگانه (مطالعه موردی در یکی از مخازن نفتی ایران)
چکیده
بخش عمده ای از مخازن کشور را مخازن شکافدار تشکیل می دهند. در مخازن شکافدار سیال در دو محیط کاملا متفاوت ماتریس و شکاف جریان دارد که این امر باعث پیچیدگی هندسه جریان در این مخازن نسبت به مخازن بدون شکاف می گردد. یکی از مهمترین مکانیزم های تولید در مخازن شکافدار رانش گاز محلول در نفت است. این مکانیزم با رسیدن فشار مخزن به زیر فشار حباب به تدریج خود را نشان می دهد. جهت مطالعه بیشتر و پیش بینی عملکرد این مخازن در آینده نیاز به شبیه سازی حرکت سیال در این مخازن است. برای شبیه سازی این مخازن برخلاف مخازن معمولی بدون شکاف علاوه بر دانستن داده های مخزن و سیال باید نوع مدل مخزن که در واقع هندسه جریان سیال در مخزن را تعیین می کند، مشخص شود. دو مدل متداول برای مخازن شکافدار، مدل کاظمی و مدل وارن و روت (Warren and Root) می باشند. برای مخازن شکافدار در نرم افزار شبیه ساز مخزن (Eclipse) دو مدل مختلف در نظر گرفته شده است که عبارتند از مدل تخلخل دوگانه (Dualporo) و مدل تخلخل-تراوایی دوگانه .(Dualporo-Dualperm) مدل تخلخل دوگانه نماینده مدل وارن و روت و مدل تخلخل-تراوایی دوگانه به نوعی نماینده مدل کاظمی می باشد. شایان ذکر است که مدل کاظمی همچنین می تواند مانند مدل وارن و روت تنها بصورت مدل Dualporo باشد. در این مقاله سعی شده تا این دو مدل ( Dualporo و (Dualporo-Dualperm از لحاظ بازیافت نفت مخزن و افت فشار مخزن روی سیال یکی از مخازن نفتی کربناته جنوب کشور در یک مدل سینتتیک که تحت مکانیزم رانش گاز محلول قرار دارد مورد ارزیابی و مقایسه قرار گیرند. نتایج شبیه سازی حاکی از آن است که مدل تخلخل دوگانه در طولانی مدت بازیافت نفت بیشتر %3) بیشتر نسبت به مدل تخلخل-تراوایی دوگانه) و افت فشار کمتری را نتیجه می دهد.
کلمات کلیدی: مخازن شکافدار، تخلخل دوگانه، تراوایی دوگانه، گاز محلول، شبیه سازی، مدل کاظمی، مدل وارن و روت
مقدمه
بخش اعظمی از نفت دنیا در مخازن شکافدار قرار دارد. با توجه به اینکه در ایران بسیاری از مخازن از نوع شکافدار هستند لذا پیش بینی عملکرد آنها در آینده از طریق شبیه سازی مخزن ضروری است. به دلیل وجود شبکه شکاف در این دسته از مخازن، شبیه سازی آنها به مراتب مشکل تر از شبیه سازی مخازن معمولی بدون شکاف است. برای ساده سازی مطالعه این مخازن برای آنها مدلی را در نظر می گیرند. از میان مدل های موجود می توان دو مدل کاظمی و وارن و روت را نام برد. مدل کاظمی هم می تواند بصورت مدل Dualporo-Dualperm و هم مانند مدل وارن و روت بصورت مدل Dualporo باشد. در این مقاله حالت Dualporo-Dualperm مد نظر است که در این حالت مدل کاظمی ماتریس و شکاف ها را به صورت لایه لایه در نظر می گیرد و بطور همزمان جریان سیال از ماتریس و شکاف به سوی چاه تولیدی وجود دارد در حالیکه مدل وارن و روت ماتریس ها را به شکل بلوک در نظر می گیرد که در یک سیستم متعامد از شکاف ها قرار گرفته اند و جریان سیال فقط از طریق شکاف ها به چاه صورت می گیرد و ماتریس به عنوان یک منبع فقط نقش تغذیه شکاف ها را بر عهده دارد]ٌ.[ تولید از مخازن شکافدار از طریق مکانیزم هایی شامل: پدیده همرفت، پدیده نفوذ، رانش گاز محلول، فرآیند بلوک به بلوک و ریزش ثقلی اتفاق می افتد]ٍ .[ مکانیزم رانش گاز محلول زمانی فعال می شود که با کاهش فشار مخزن به زیر فشار حباب به مرور گاز از نفت خارج شده و پس از رسیدن به درجه اشباع بحرانی خود شروع به حرکت کند]َ.[ این مکانیزم نخستین بار در سال 1939 توسط Muskat و Botset با آزمایش روی یک نمونه سنگ (Core) مورد بررسی قرار گرفت]ُ.[ سپس در سال 1953، Elkins کارهای Muskat و Botset را ادامه داد و با آزمایش روی چند نمونه دیگر از سنگ مخزن با تخلخل و تراوایی متفاوت این مکانیزم را بررسی نمود]ُ.[ آزمایشات Muskat روی میادین آغاجاری و هفت کل در ایران جهت مطالعه عملکرد مخزن انجام شده است ]ُ.[ در این مقاله با استفاده از اطلاعات سیال یکی از مخازن کربناته جنوب ایران یک مدل سینتتیک ساخته شد و شبیه سازی روی آن انجام شده است. سیال این مخزن دارای نفتی با درجه API برابر با 32، گرانروی نفت برابر با cP ُِـٌ، ضریب حجمی نفت bbl/STB ِّـٌ، نسبت گاز به نفت SCF/STB ًٌٌُ و فشار حباب مخزن Psia ًٍُُ می باشد. ضریب جفت شدگی ماتریس- شکاف (σ) برابر با ×ًًَُـً ٍ/ftٌ از فرمول (1) محاسبه می شود]ِ.[ سایر خصوصیات مورد استفاده در مدل سینتتیک در جدول (1) آورده شده است.
