شماره مدرك :
20882
شماره راهنما :
17945
پديد آورنده :
الغانمي، منتظر
عنوان :

بررسي تاثير ويژگي هاي ژئومكانيكي بر عملكرد بازيافت نفت در فرايند SAGD با استفاده از CMG

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مخازن
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1404
صفحه شمار :
58ص
توصيفگر ها :
زهكشي ثقلي به كمك بخار , اثرات ژئومكانيكي , كوبلاژ حرارتي , بازيافت نفت سنگين وبيتومين , توسعه محفظه بخار
تاريخ ورود اطلاعات :
1404/10/21
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي نفت
دانشكده :
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1404/11/05
كد ايرانداك :
23198535
چكيده فارسي :
اين پايان‌نامه به بررسي تأثير اثرات ژئومكانيكي بر عملكرد بازيافت فرآيند زهكشي ثقلي به كمك بخار (Steam-Assisted Gravity Drainage – SAGD) در مخازن نفت سنگين غيرتحكيم‌يافته مي‌پردازد. اگرچه SAGD به‌عنوان يكي از پركاربردترين روش‌هاي ازدياد برداشت حرارتي (EOR) شناخته مي‌شود، رويكردهاي متداول مدلسازي عمدتاً بر فرآيندهاي حرارتي و جريان سيال تمركز داشته و اغلب برهم‌كنش‌هاي كوپله‌ي حرارتي–هيدروليكي–مكانيكي (THM) را كه نقش مهمي در رفتار مخزن ايفا مي‌كنند، ناديده مي‌گيرند. اين پژوهش با ادغام نظام‌مند اثرات ژئومكانيكي در تحليل عملكرد SAGD، به اين خلأ علمي مي‌پردازد. در اين مطالعه، يك مدل عددي كاملاً كوپله‌ي THM با استفاده از نرم‌افزار CMG Suite 2023.10 براي شبيه‌سازي يك مخزن ماسه‌نفتي تيپ آتاباسكا توسعه داده شد. اين مدل قادر به شبيه‌سازي بازتوزيع تنش، تغييرشكل سنگ، تكامل تراوايي، توسعه محفظه بخار، توليد نفت و پايداري سنگ پوش (Caprock) است. سناريوهاي مختلف شبيه‌سازي، شامل حالت‌هاي حرارتي–هيدروليكي بدون درنظر گرفتن ژئومكانيك و حالت‌هاي كاملاً كوپله با سختي سنگ و ناهمگني زمين‌شناسي متفاوت، مورد ارزيابي قرار گرفتند. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه اثرات ژئومكانيكي نقش بنياديني در بهبود عملكرد SAGD ايفا مي‌كنند. اتساع برشي ناشي از انبساط حرارتي و افزايش فشار منفذي منجر به افزايش قابل‌توجه تراوايي ـ تا 35 برابر مقدار اوليه ـ به‌ويژه در 4 تا 5 سال نخست بهره‌برداري مي‌شود. در نتيجه، رشد محفظه بخار تسريع شده و يكنواخت‌تر مي‌گردد كه موجب بهبود هم‌پوشاني عمودي و جانبي مي‌شود. در مقايسه با مدل بدون كوپلاژ، مدل كاملاً كوپله‌ي THM افزايش 25 تا 30 درصدي ضريب بازيافت نهايي و كاهش حدود 20 درصدي نسبت بخار به نفت (SOR) را پيش‌بيني مي‌كند كه نشان‌دهنده بهبود بهره‌وري انرژي است. علاوه بر اين، پاسخ‌هاي ژئومكانيكي نظير بالاآمدگي سطح زمين و پايداري سنگ پوش نيز ارزيابي شدند. نتايج حاكي از آن است كه ميزان بالاآمدگي سطح در محدوده مجاز باقي مانده و يكپارچگي سنگ پوش با ضرايب ايمني بالاتر از حدود نظارتي حفظ مي‌شود. تحليل حساسيت نيز اهميت پارامترهاي ژئومكانيكي مانند مدول يانگ و ضرايب اتساع را در كنترل عملكرد SAGD برجسته مي‌كند. در مجموع، اين پژوهش تأييد مي‌كند كه اثرات ژئومكانيكي پديده‌هايي ثانويه نيستند، بلكه محرك‌هاي اصلي كارايي SAGD در مخازن غيرتحكيم‌يافته به‌شمار مي‌روند. به‌كارگيري مدلسازي كاملاً كوپله‌ي THM براي پيش‌بيني دقيق عملكرد، بهينه‌سازي عمليات و توسعه پايدار منابع نفت سنگين ضروري است.
چكيده انگليسي :
This thesis investigates the impact of geomechanical effects on the recovery performance of the Steam-Assisted Gravity Drainage (SAGD) process in unconsolidated heavy oil reservoirs. While SAGD is a widely applied thermal enhanced oil recovery (EOR) technique, conventional modeling approaches have primarily focused on thermal an‎d fluid flow mechanisms, often neglecting the coupled thermo-hydro-mechanical (THM) interactions that significantly influence reservoir behavior. This research addresses this gap by systematically integrating geomechanical effects into SAGD performance analysis. A fully coupled THM numerical model was developed using CMG Suite 2023.10 to represent an Athabasca-type oil san‎ds reservoir. The model captures stress redistribution, rock deformation, permeability evolution, steam chamber development, oil production, an‎d caprock integrity. Multiple simulation scenarios were eva‎luated, including uncoupled thermal-hydraulic cases an‎d fully coupled geomechanical cases with varying rock stiffness an‎d geological heterogeneity. Simulation results demonstrate that geomechanical effects play a fundamental role in enhancing SAGD performance. Shear dilation induced by thermal expansion an‎d pore pressure increase leads to significant permeability enhancement—up to 35 times the original value—particularly during the first 4–5 years of operation. As a result, steam chamber growth is accelerated an‎d becomes more uniform, improving vertical an‎d lateral 45 conformance. Compared to the uncoupled model, the fully coupled THM model predicts a 25 30% increase in ultimate recovery factor an‎d a 20% reduction in steam-oil ratio (SOR), indicating improved energy efficiency. Additionally, geomechanical responses such as surface heave an‎d caprock stability were eva‎luated. Results show that surface uplift remains within acceptable limits, an‎d caprock integrity is maintained with safety factors exceeding regulatory thresholds. Sensitivity analyses further highlight the importance of geomechanical parameters such as Young’s modulus an‎d dilation coefficients in controlling SAGD performance. Overall, this study confirms that geomechanical effects are not secondary phenomena but primary drivers of SAGD efficiency in unconsolidated reservoirs. Incorporating fully coupled THM modeling is essential for accurate performance prediction, operational optimization, an‎d the sustainable development of heavy oil resources.
استاد راهنما :
روح اله هاشمي
استاد داور :
حميدرضا شاه وردي , محسن محمدي
لينک به اين مدرک :

بازگشت