شماره مدرك
21279
شماره راهنما
18220
پديد آورنده
الشناتي، كاظم
عنوان
ارزيابي بازچرخاني گاز در مخزن داراي تركيب كلاهك گازي و آبخوان (كلاهك گازي–گاز محلول–آبخوان)
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
مخازن
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1405
صفحه شمار
94ص
توصيفگر ها
بازچرخاني گاز , رانش تركيبي , شبيهسازي مخزن , مخروطيشدن آب و گاز , ريزشبكهبندي موضعي , حفظ فشار , ضريب برداشت
تاريخ ورود اطلاعات
1405/07/11
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي نفت
دانشكده
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/07/12
كد ايرانداك
23252185
چكيده فارسي
مديريت برداشت هيدروكربن از مخازن شيبدار كه داراي سازوكار رانش پيچيدهاي متشكل از كلاهك گازي اوليه، انبساط گاز محلول و آبخوان فعال زيرين هستند، يكي از چالشهاي مهم فني در مهندسي مخازن بهشمار ميرود. در چنين سامانههايي، افزايش همزمان سطح تماس آب–نفت (WOC) و كاهش همزمان سطح تماس گاز–نفت (GOC) اغلب موجب رخداد زودهنگام شكست سيال شده و بخش قابلتوجهي از ذخاير نفتي را غيرقابل برداشت باقي ميگذارد. در اين پژوهش، امكانپذيري فني و كارايي يك راهبرد بازچرخاني گاز بهعنوان ابزاري پيشگيرانه براي مديريت مخزن، با هدف پايدارسازي سطوح تماس سيالات و بيشينهسازي ضريب برداشت، ارزيابي شده است.
در اين مطالعه، از يك مدل شبيهسازي عددي سهفازي با تفكيكپذيري بالا كه با استفاده از نرمافزار شبيهسازي نفت سياه CMG IMEX (2018) توسعه يافته است، استفاده شد. بهمنظور نمايش شيب ساختاري مخزن، يك شبكه كارتزين سهبعدي با ساختار چينهشناسي شيبدار ايجاد گرديد. همچنين، براي دستيابي به دقت بالا در شبيهسازي رفتار جريان آب و گاز در مجاورت چاههاي نفت، راهبرد ريزشبكهبندي موضعي (LGR) با استفاده از آرايش زيرشبكه 5×5×5 بهكار گرفته شد. در اين روش، دو سناريوي اصلي شامل تخليه طبيعي (سناريوي پايه) و بازچرخاني گاز بهمنظور حفظ فشار مخزن با يكديگر مقايسه شدند. توليد نيز تحت محدوديتهاي عملياتي مشخصي شامل حداكثر نسبت گاز به نفت (GOR) برابر با 3000 m³/m³ و حداكثر برش آب (WCUT) برابر با 0.9 انجام شد. نتايج نشان داد كه بازچرخاني گاز، فشار مخزن را در سطحي بهمراتب بالاتر از سناريوي تخليه طبيعي حفظ كرده و در نتيجه، سياليت نفت و انرژي طبيعي كلاهك گازي را حفظ ميكند. نمايش فضايي توزيع اشباع نيز تأييد كرد كه بازتزريق گاز توليدي، گراديان فشاري رو به پايين در مخزن ايجاد كرده و بهطور مؤثري از مهاجرت رو به بالاي آبخوان زيرين جلوگيري ميكند. اين راهكار موجب تأخير در رخداد شكست آب در چاههاي واقع در بخش پايينشيب (OP5 و OP6) شده و بهطور قابلتوجهي هزينههاي تجمعي توليد و فرآورش آب را كاهش داد. در مقابل، براي چاههاي واقع در بخش بالاشيب (OP2 و OP3) كه حساسيت بيشتري به پديده مخروطيشدن گاز داشتند، راهبرد مديريت مشبككاري بهكار گرفته شد. در اين راهبرد، با گسترش تدريجي كلاهك گازي، بازههاي مشبك بالايي بهصورت تدريجي از مدار توليد خارج شدند كه اين اقدام موجب كاهش تداخل گاز و افزايش طول عمر توليدي چاهها گرديد.
تحليل نهايي نشان داد كه سناريوي بهينه بازچرخاني گاز، همراه با تخليه هدفمند كلاهك گازي در نقطه بحراني افت ذخاير نفت، ضريب برداشت نفت را بهطور قابلتوجهي نسبت به سناريوي تخليه طبيعي افزايش ميدهد. نتايج اين پژوهش نشان ميدهد كه همافزايي ميان حفظ فشار، مديريت مشبككاري و مدلسازي با تفكيكپذيري بالاي پديده مخروطيشدن گاز، نقش اساسي در بهينهسازي برداشت از مخازن با سازوكار رانش تركيبي ايفا ميكند. اين پژوهش چارچوبي فني براي بهرهبرداران ارائه ميدهد تا با ايجاد تعادل ميان پشتيباني فشاري در مراحل اوليه توليد و برداشت از كلاهك گازي در مراحل پاياني، بيشينه بازيافت حجمي و سودآوري بلندمدت ميدان را تضمين كنند.
چكيده انگليسي
Managing hydrocarbon recovery in tilted reservoirs, characterized by a complex drive mechanism combining a primary gas cap, dissolved gas expansion, and an active bottom water layer, presents a significant technical challenge. In such systems, the simultaneous rise of the water-oil contact surface (WOC) and the simultaneous fall of the gas-oil contact surface (GOC) often leads to premature fluid breakthrough, leaving substantial oil reserves unrecovered. This research evaluates the technical feasibility and efficiency of a strategic gas recycling scheme as a proactive reservoir management tool, aiming to stabilize the fluid contact surfaces and maximize the recovery factor.
The study utilizes a high-resolution, three-phase numerical simulation model developed using the CMG IMEX black oil simulation software (2018). A three-dimensional Cartesian grid with a tilted stratigraphic structure was constructed to represent the reservoirʹs structural dip. To achieve high accuracy in representing the physics of water and gas flow near oil wells, a Local Grid Refine (LGR) strategy was implemented using a 5×5×5 subgrid configuration. This methodology compared two main scenarios: natural depletion (baseline), gas recycling to maintain pressure. Production was subject to strict operational constraints, including a maximum gas oil ratio (GOR) of 3000 m³/m³ and a maximum water-to-capture ratio (WCUT) of 0.9. The results show that gas recycling successfully maintains reservoir pressure significantly above the baseline for natural depletion, preserving oil fluidity and the natural energy of the gas cap. Spatial visulation of saturation profiles confirms that reinjecting the produced gas creates a downward reservoir gradient that effectively inhibits the upward migration of the lower aquifer. This intervention effectively delayed water breakthrough in downward-dip wells (OP5 and OP6), significantly reducing the cumulative costs of water production and treatment. In contrast, for the updraft wells (OP2 and OP3), which are more susceptible to the gas cone phenomenon, the study implemented a perforation management strategy. By gradually shutting down the upper perforation intervals as the gas reservoir expanded, the model mitigated gas interference and extended the productive life of the wells. The final analysis reveals that the optimal gas recycling scenario, followed by strategic gas cap discharge at the critical oil depletion point, achieved a significantly higher oil recovery factor compared to the natural depletion criterion. The results highlight that the synergy between pressure maintenance, perforation management, and high-resolution gas cone modeling is essential for optimizing recovery in multi-drive systems. This research provides a technical framework for operators to balance pressure support in the early stages and gas cap recovery in the later stages, ensuring maximum volumetric flow and long-term field profitability.
استاد راهنما
محسن محمدي
استاد داور
روح اله هاشمي , حميدرضا شاه وردي