شماره ركورد
33969
پديد آورنده
فاطمه مكاري كهنوجي
عنوان
شبيهسازي پديده ريزش ثقلي به كمك تلفيق گاز تفكيك¬گر و دياكسيدكربن در مخازن شكافدار طبيعي بهمنظور ازدياد برداشت و به دام اندازي دياكسيدكربن
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي نفت و گاز گرايش مخازن هيدروكربوري
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1403/10/23
استاد راهنما
دكتر مهدي عصاره
استاد مشاور
ندارد
دانشكده
مهندسي شيمي، نفت و گاز
چكيده
يكي از مؤثرترين فرآيندهاي افزايش برداشت از مخازن طبيعي شكافدار كه در آنها منطقه مورد هجوم گاز افزايش پيدا كرده است، تزريق گاز است. در روش تزريق گاز مكانيزم هاي بهبود بازيافت شامل نفوذ مولكولي، انحلال گاز، ريزش ثقلي و متورم شدن نفت درون ماتريس است. در روش تزريق گاز نوع گاز تزريقي، تركيب گاز تزريقي، شرايط تزريق (امتزاجي يا غير امتزاجي بودن)، ارتفاع و ابعاد بلوك ماتريس، نفوذپذيري ماتريس، ارتفاع معادل مويينگي، دما، فشار، ترشوندگي سنگ، اشباع آب اوليه و ... بر روي بازيافت نفت از بلوكهاي ماتريس سنگ مخزن شكافدار مؤثر هستند. در منطقه مورد هجوم گاز مكانيزم ريزش ثقلي توسط تزريق گاز يك مكانيزم غالب است كه توسط واكنش متقابل نيروهاي مويينگي و گرانش كنترل مي¬شود. اختلاف چگالي بين گاز در شكاف و نفت در ماتريس باعث توليد نفت ميشود تا زماني كه نيروهاي گرانشي توسط نيروهاي مويينگي يكسان شوند. براي بررسي سهم نسبي هر مكانيزم، مدلسازي دقيق بلوك ماتريس و شكاف بهصورت صريح مورد نياز است. دياكسيد كربن گازي غيرهيدروكربني و متان گازي هيدروكربني است كه براي تزريق مورد استفاده قرار گرفتند تا با نفت به امتزاجپذيري برسند. با امتزاجپذيري مكانيزم ريزش ثقلي با نفوذ مولكولي به درون ماتريس فعال شده و با كاهش كشش بين سطحي نفت و گاز و كاهش ويسكوزيته نفت و افزايش نفوذپذيري نسبي نفت، بازيافت نفت بهبود مي¬يابد. نياز به فشار امتزاجپذيري پايين اغلب يك مزيت قابل توجه تزريق امتزاجپذير 〖CO〗_2 است. در اين تحقيق مقدار حداقل فشار امتزاج¬پذيري بدست آمده به روش شبيهسازي لوله قلمي براي نفت و گاز تزريقي شامل دياكسيدكربن، برابر320 بار بدست آمد. براي شبيهسازي فرآيند ريزش ثقلي از تابع انتقال ماتريس-شكاف در نرمافزار اكليپس300 استفاده كرديم. همچنين پديده نفوذ مولكولي (با روابط تجربي) و انحلال گاز (با نرمافزار فريكسي) بر روي ريزش ثقلي نفت-گاز ابتدا در يك بلوك منفرد و سپس در بلوك انباشته براي بررسي پديده نفوذ مجدد و تعامل بلوك به بلوك در شبيهسازي تخلخل دوگانه گنجانده شد. در شبيهسازي فرآيند ريزش ثقلي به اين نتيجه رسيديم كه ضريب نفوذ گاز باعث افزايش بازيافت نفت از ماتريس ميشود درحاليكه ضريب نفوذ نفت تأثير كمي بر بازيافت نفت داشت. همچنين اثر انحلال گاز در آب و نفت در بازيافت نفت فرايند ريزش ثقلي ديده شد. افزايش دما و شوري آب مقدار انحلالپذيري گاز 〖CO〗_2 را كاهش ميدهد. از مقايسه بازيافت بين بلوك منفرد و بلوك انباشته شامل سه بلوك به اين نتيجه رسيديم كه بازيافت از بلوك منفرد معادل ارتفاع بلوك انباشته، بيشتر است. در پايان يك آناليز بهينه براي دستيابي به بهترين تركيب درصد گاز تزريقي و فشار مناسب، يك حساسيت سنجي روي ارتفاع بلوك ماتريس، تراوايي ماتريس و شكاف و تعداد بلوكهاي گسسته شده در بلوك منفرد براي دستيابي به بيشترين بازيافت نفت توسط كوپل كردن متلب و اكليپس300 انجام شد. بهترين تركيب درصد گاز موجود در شكاف برابر 18.6 درصد 〖CO〗_2 و در فشار 323 بار بدست آمد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/08/20
عنوان به انگليسي
Simulating gravity drainage phenomena using a combination of separation gas and carbon dioxide in natural fractured reservoirs for EOR and CO2 sequstration
تاريخ بهره برداري
1/13/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
فاطمه مكاري كهنوجي
چكيده به لاتين
One of the most effective processes for increasing production from fractured natural reservoirs, where the gas-invaded zone has expanded, is gas injection. In the gas injection method, the recovery improvement mechanisms include molecular diffusion, gas dissolution, gravity drainage, and swelling of oil within the matrix. In the gas injection method, the type of injected gas, the composition of the injected gas, injection conditions (miscible or immiscible), matrix block height and dimensions, matrix permeability, equivalent pore-capillary height, temperature, pressure, rock wettability, initial water saturation, etc., affect oil recovery from the matrix blocks of fractured reservoir rock. In the gas-invaded zone, gravity drainage is a dominant mechanism by gas injection, controlled by the interplay of capillary and gravity forces. The density difference between the gas in the fracture and the oil in the matrix produces oil until gravitational forces are balanced by capillary forces. To investigate the relative contribution of each mechanism, accurate modeling of the matrix and fracture block explicitly is required. Carbon dioxide is a non-hydrocarbon gas, and methane is a hydrocarbon gas, which were used for injection to achieve miscibility with oil. With miscibility, the gravity drainage mechanism is activated with molecular diffusion into the matrix, and oil recovery is improved by reducing the oil-gas interfacial tension, reducing oil viscosity, and increasing relative oil permeability. The need for a low miscibility pressure is often a significant advantage of miscible CO2 injection. In this research, the minimum miscibility pressure obtained by the slim tube simulation method for oil and injected gas, including carbon dioxide, was found to be 320 bar. For simulating the gravity drainage process, we used the matrix-fracture transfer function in Eclipse 300 software. Furthermore, the phenomenon of molecular diffusion (with empirical correlations) and gas dissolution (with PHREEQC software) were incorporated into the gravity drainage of oil-gas, first in a single block and then in an aggregated block to investigate the re-diffusion phenomenon and block-to-block interaction in dual-porosity simulation. In the simulation of the gravity drainage process, we concluded that the gas diffusion coefficient increases oil recovery from the matrix, while the oil diffusion coefficient had little effect on oil recovery. Also, the effect of gas dissolution in water and oil was observed in the oil recovery of the gravity drainage process. Increasing temperature and water salinity reduces the solubility of CO2 gas. By comparing the recovery between a single block and an aggregated block consisting of three blocks, we concluded that the recovery from the single block equivalent to the height of the aggregated block is higher. Finally, an optimization analysis was performed to achieve the best combination of injected gas percentage and appropriate pressure, a sensitivity analysis was conducted on the matrix block height, matrix and fracture permeability, and the number of discrete blocks in the single block to achieve the maximum oil recovery by coupling MATLAB and Eclipse 300. The best combination of gas percentage in the fracture was found to be 18.6% CO2 at a pressure of 323 bar
كليدواژه هاي فارسي
مخازن شكافدار طبيعي , شبيهسازي ¬ريزش¬ثقلي , تزريق گاز دي¬اكسيدكربن , امتزاجپذيري , نفودپذيري و انحلالپذيري
كليدواژه هاي لاتين
Natural fractured reservoirs , Gravity drainage Simulation , CO2 Gas injection , Miscibility , Diffusion & Solubility
Author
Fatemeh Mokari kahnoji
SuperVisor
Dr. Mahdi Assareh