27144

مدلسازي ته‌نشست آسفالتين و آسيب سازند در مقياس حفره با استفاده از روش شبكه بولتزمن

كارشناسي ارشد

مهندسي نفت - مخازن هيدروكربوري

1398

1401/7/6

دكتر روح الدين ميري

مهندسي شيمي، نفت و گاز

آسفالتين سنگين¬ترين و قطبي‌ترين بخش نفت خام است كه بر اساس ميزان قطبي بودن و حلاليت آن شناسايي مي‌شود بدين‌صورت كه در آروماتيك‌هاي سبك، بنزن و تولوئن محلول است و در پارافين‌هاي سبك مانند هپتان و هگزان نامحلول است. رسوب و ته‌نشست آسفالتين تأثيرات منفي گوناگوني بر فرايند استخراج، توليد و فرآورش نفت و گاز مي‌گذارد. يكي از مخرب‌ترين تاثيرات رسوب آسفالتين مربوط به ته‌نشست ذرات جدا شده آسفالتين در محيط متخلخل در نزديك ديواره چاه مي¬باشد. اين امر منجر به كاهش تراوايي و در نتيجه كاهش نرخ توليد چاه و تحميل هزينه‌هاي سنگين جهت رفع مانع ايجاد شده مي‌باشد. مدل‌سازي فرايند ته‌نشست آسفالتين در محيط متخلخل نقش بسزايي در ارزيابي ريسك كاهش تراوايي مخزن و توان بهره‌دهي چاه در اثر ته‌نشست آسفالتين دارد. عليرغم مطالعات متعدد در خصوص ترموديناميك رسوب آسفالتين، مطالعات در خصوص مدل¬سازي ته‌نشست و مكانيسم‌هاي حاكم بر آن محدود و عمدتا بر مبناي داده¬هاي اندك تجربي مي‌باشند. در طي فرآيند رسوب‌گذاري تنها درصدي از ذرات در محيط متخلخل با مكانيسم‌هاي مختلف ته‌نشست مي‌شوند. اين درصد تابعي از متغيرهاي مختلفي از سنگ مانند اندازه و توزيع قطر حفرات و گلوگاه‌ها و خواص سيال مانند، اندازه ذرات، توزيع ذرات، سرعت جريان و... است. در اين پايان‌نامه، ته¬نشست آسفالتين در محيط متخلخل با استفاده از روش شبكه بولتزمن براي شبيه¬سازي سيال و روش المان گسسته براي شبيه¬سازي حركت ذرات آسفالتين محلول در سيال مورد بررسي قرار گرفت و اعتبار¬سنجي اين مدل را به‌واسطه انجام آزمون‌هاي آزمايشگاهي با استفاده از تزريق جريان در ميكرومدل انجام گرديد. نتايج بدست آمده منجر به دست يافتن ثوابت مكانيزم¬هاي مؤثر فرمول به‌دست‌آمده ونگ و همكاران در ته¬نشست آسفالتين شد كه مي¬تواند در پيش¬بيني ته¬نشست آسفالتين در منافذ مورد استفاده قرار بگيرد.

1401/07/25

Modeling asphaltene deposition and formation damage on a scale of pore using Lattice Boltzmann Method

9/28/2023 12:00:00 AM

Asphaltene is the heaviest and most polar part of crude oil. It is identified based on its polarity and solubility, such that it is soluble in light aromatics, benzene and toluene and insoluble in light paraffin such as heptane and hexane. Asphaltene precipitation and deposition negatively affect the extraction, production and processing of oil and gas. One of the most destructive effects of asphaltene deposition is the deposition of separated asphaltene particles in the porous media near the wellbore. This leads to a decrease in permeability and as a result a decrease in the production rate of the well and the imposition of heavy costs to remove the created obstacle. Modeling the process of asphaltene deposition in the porous media plays a significant role in assessing the risk of reducing reservoir permeability and well productivity due to asphaltene deposition. Despite numerous studies on the thermodynamics of asphaltene precipitation, studies on the modeling of deposition and its governing mechanisms are limited and mostly based on little experimental data. During precipitation, only a percentage of the particles deposit in the porous media with different mechanisms. This percentage is a function of different rock variables, such as the size and distribution of the diameter of pores and throats and fluid properties, particle size, distribution of particles, flow rate, etc. In this thesis, the asphaltene deposition in the porous media was investigated using the Lattice Boltzmann Method to simulate the fluid flow and the Discrete Element Method to simulate the movement of asphaltene particles dissolved in the fluid, and the validation of this model was carried out by conducting laboratory tests using the glass micromodel. The results led to finding the constants of the effective mechanisms parameters of the formula obtained by Wong et al. in asphaltene deposition, which can be used in predicting asphaltene deposition in pores.

آسفالتين , ته‌نشست آسفالتين , مقياس حفره , ميكرومدل شيشه¬اي , شبكه بولتزمن , المان گسسته

Asphaltene , Asphaltene Deposition , Pore Scale , Glass Micromodel , Lattice Boltzmann , Discrete Element

Mehdi Mahdavifar

Rohaldin Miri