شماره مدرك
21109
شماره راهنما
18098
پديد آورنده
الحمداوي، علي
عنوان
تأثير نفوذپذيري نسبي و فشار موئينه اي در طول تزريق متناوب آب و گاز در مخازن نفتي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
مخازن هيدروكربوري
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1405
صفحه شمار
94 ص
توصيفگر ها
زهكشي گرانشي به كمك بخار , تزريق بخار , گاز غير قابل تراكم , شبيه سازي عددي , بهبود بازيافت نفت
تاريخ ورود اطلاعات
1405/03/19
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي نفت
دانشكده
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/03/20
كد ايرانداك
23227360
چكيده فارسي
اين پژوهش به بررسي تأثير ويژگيهاي برهمكنش سنگ و سيال، بهويژه تراوايي نسبي و فشار مويينه، بر عملكرد فرآيند تزريق متناوب آب و گاز (تزريق متناوب آب و گاز ) در مخازن كربناته ناهمگن ميپردازد. با افزايش تقاضاي جهاني براي انرژي و كاهش توليد از ميادين نفتي بالغ، استفاده از روشهاي افزايش برداشت نفت (ازدياد برداشت) براي حداكثرسازي استخراج هيدروكربنها از مخازن موجود اهميت فزايندهاي يافته است. در ميان اين روشها، تزريق تزريق متناوب آب و گاز به دليل توانايي آن در تركيب مزاياي تزريق آب و تزريق گاز، توجه قابلتوجهي را به خود جلب كرده است، زيرا اين روش ميتواند هم كارايي جاروب مخزن و هم كارايي جابجايي در مقياس ميكروسكوپي را بهبود بخشد.
اين پژوهش از رويكرد شبيهسازي عددي براي تحليل رفتار جريان چندفازي در مخازن كربناته استفاده ميكند. يك مدل مخزن با استفاده از شبيهساز CMG IMEX ساخته شده است كه از فرمولبندي بلك اويل (Black-Oil) براي شبيهسازي جريان فازهاي نفت، آب و گاز بهره ميبرد. اين مدل نمايانگر يك مخزن كربناته ناهمگن با تغييرات لايهاي در تراوايي و برهمكنشهاي پيچيده سنگ و سيال است. شبكه مخزن به صورت يك ساختار سهبعدي طراحي شده است تا ضمن حفظ كارايي محاسباتي، ناهمگني مخزن را بهطور مناسب نشان دهد.
چارچوب شبيهسازي شامل سه سناريوي اصلي است: سناريوي پايه (Base Case) كه شرايط استاندارد تزريق تزريق متناوب آب و گاز را نشان ميدهد، سناريوي حساسيت تراوايي نسبي و سناريوي حساسيت فشار مويينه. با تغيير اين پارامترهاي برهمكنش سنگ و سيال و در عين ثابت نگه داشتن شرايط مخزن و عمليات، تأثير هر پارامتر بر شاخصهاي كليدي عملكرد مخزن از جمله ضريب بازيافت نفت، توليد تجمعي نفت، نسبت گاز به نفت، درصد آب توليدي و رفتار فشار مخزن مورد بررسي قرار گرفته است.
نتايج نشان ميدهد كه تزريق تزريق متناوب آب و گاز در مقايسه با روشهاي تزريق تكفازي، پشتيباني فشاري بهتر و كارايي جابجايي بالاتري را فراهم ميكند. همچنين مشخص شد كه تراوايي نسبي يكي از عوامل كليدي در كنترل تحرك فازها و رفتار جريان سيالات در طي فرآيند تزريق متناوب آب و گاز است. تغييرات در منحنيهاي تراوايي نسبي تأثير قابلتوجهي بر پايداري جبهه جابجايي، پديده شكست زودهنگام گاز و كارايي كلي جاروب مخزن دارد. از سوي ديگر، فشار مويينه نقش اساسي در بازتوزيع سيالات در محيط متخلخل ايفا ميكند. نيروهاي مويينه بر اتصال فازها، مكانيسمهاي به دام افتادن سيالات و كارايي جاروب عمودي تأثير ميگذارند، بهويژه در سازندهاي كربناته ناهمگن كه داراي ساختارهاي پيچيده حفرهاي هستند. نتايج تحليل نشان ميدهد كه در حالي كه تراوايي نسبي عمدتاً تحرك فازها را كنترل ميكند، فشار مويينه توزيع اشباع و موقعيت فازها در شبكه حفرهاي را تعيين ميكند. علاوه بر اين، اين مطالعه اهميت مدلسازي دقيق ناهمگني مخزن در شبيهسازيهاي مخزني را برجسته ميسازد. تغييرات در تراوايي و ساختار سنگ ميتواند مسيرهاي ترجيحي جريان ايجاد كند كه در نهايت باعث كاهش كارايي جاروب و بروز شكست زودهنگام گاز ميشود. از اين رو، تعيين دقيق پارامترهاي برهمكنش سنگ و سيال براي طراحي مؤثر راهبردهاي تزريق تزريق متناوب آب و گاز ضروري است. نتايج اين پژوهش نشان ميدهد كه تراوايي نسبي و فشار مويينه از مهمترين پارامترهاي مؤثر بر عملكرد تزريق تزريق متناوب آب و گاز در مخازن كربناته هستند. شبيهسازي عددي مخزن ابزاري قدرتمند براي درك مكانيسمهاي جريان چندفازي و بهينهسازي فرآيندهاي افزايش برداشت نفت فراهم ميكند. نتايج اين مطالعه ميتواند به بهبود طراحي فرآيند تزريق متناوب آب و گاز و راهبردهاي مديريت مخزن براي افزايش بازيافت نفت در مخازن كربناته ناهمگن كمك كند.
چكيده انگليسي
This study investigates the influence of rock–fluid interaction properties, specifically relative permeability and capillary pressure, on the performance of Water-Alternating-Gas (WAG) injection in heterogeneous carbonate reservoirs. With the increasing global demand for energy and the decline in production from mature oil fields, enhanced oil recovery (EOR) techniques have become essential for maximizing hydrocarbon extraction from existing reservoirs. Among these techniques, WAG injection has gained significant attention due to its ability to combine the advantages of water flooding and gas injection, improving both sweep efficiency and microscopic displacement efficiency. The research adopts a numerical simulation approach to analyze multiphase flow behavior in carbonate reservoirs. A reservoir model was constructed using the CMG IMEX simulator, which applies a black-oil formulation to simulate the flow of oil, water, and gas phases. The model represents a heterogeneous carbonate reservoir characterized by layered permeability variations and complex rock–fluid interactions. The reservoir grid consists of a three-dimensional structure designed to capture heterogeneity while maintaining computational efficiency. The simulation framework includes three main scenarios: a base-case model representing standard WAG injection conditions, a relative permeability sensitivity scenario, and a capillary pressure sensitivity scenario. By modifying these rock–fluid interaction parameters while maintaining constant reservoir and operational conditions, the study isolates the influence of each parameter on key reservoir performance indicators such as recovery factor, cumulative oil production, gas–oil ratio, water cut, and reservoir pressure behavior. The results indicate that WAG injection provides better pressure support and displacement efficiency compared with single-phase injection methods. Relative permeability was identified as a critical factor controlling phase mobility and fluid flow behavior during the WAG process. Variations in relative permeability curves significantly influence displacement front stability, gas breakthrough behavior, and overall sweep efficiency within the reservoir. Capillary pressure was found to play a fundamental role in fluid redistribution within the porous medium. Capillary forces influence phase connectivity, trapping mechanisms, and vertical sweep efficiency, particularly in heterogeneous carbonate formations characterized by complex pore structures. The analysis demonstrates that while relative permeability primarily governs phase mobility, capillary pressure controls saturation distribution and phase placement within the pore network. Furthermore, the study highlights the importance of accurately representing reservoir heterogeneity in simulation models. Variations in permeability and rock structure create preferential flow paths that can reduce sweep efficiency and cause early gas breakthrough. Therefore, reliable characterization of rock–fluid interaction parameters is essential for designing effective WAG injection strategies. In conclusion, the findings emphasize that both relative permeability and capillary pressure are key parameters influencing the performance of WAG injection in carbonate reservoirs. Numerical reservoir simulation provides a powerful tool for understanding multiphase flow mechanisms and optimizing enhanced oil recovery processes. The insights obtained from this study contribute to improving WAG design and reservoir management strategies for maximizing oil recovery in heterogeneous carbonate reservoirs.
استاد راهنما
حميدرضا شاه وردي
استاد داور
محسن محمدي , روح اله هاشمي