شماره مدرك
21093
شماره راهنما
18088
پديد آورنده
محمود، محمد عبدالله
عنوان
تأثير خواص بخار بر عملكرد بازيابي SAGD
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
مخازن هيدروكربوري
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1405
صفحه شمار
92 ص.
توصيفگر ها
تزريق بخار همراه با ريزش ثقلي , گاز غيرقابل ميعان , شبيه سازي , ازدياد برداشت نفت
تاريخ ورود اطلاعات
1405/03/16
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي نفت
دانشكده
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/03/16
كد ايرانداك
23225248
چكيده فارسي
با توجه به كاهش منابع نفت سبك و افزايش اهميت بهرهبرداري از مخازن نفت سنگين، استفاده از روشهاي ازدياد برداشت حرارتي، بهويژه تزريق بخار به همراه ريزش ثقلي، مورد توجه گسترده قرار گرفته است. عملكرد اين فرآيند بهشدت تابع خواص بخار تزريقي و ويژگيهاي زمينشناسي مخزن بوده و پارامترهايي نظير كيفيت بخار، نسبت بخار به نفت، نرخ تزريق و حضور ناخالصيهاي گازي نقش تعيينكنندهاي در راندمان حرارتي و بازيافت نهايي نفت ايفا ميكنند.
در اين پژوهش، با استفاده از شبيهسازي عددي در نرمافزار CMG-STARS، تأثير كيفيت بخار و حضور ناخالصي گاز متان بهعنوان يك گاز غيرقابلميعان بر عملكرد فرآيند تزريق بخار به همراه ريزش ثقلي بررسي شده است. ابتدا اثر كيفيت بخار در يك مدل همگن مخزني براي سه مقدار 8/0، 9/0 و 95/0 مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه با افزايش كيفيت بخار، ضريب بازيافت نفت از 38.5٪ به 49٪ و در نهايت به 58٪ افزايش يافته و همزمان نسبت بخار به نفت از 6/2 به 4/2 و سپس به 2/2 كاهش مييابد. با در نظر گرفتن توازن مناسب بين راندمان حرارتي و مصرف بخار، كيفيت بخار 9/0 بهعنوان حالت پايه و بهينه براي ادامه مطالعات انتخاب شد.
در ادامه، در يك مدل مخزني ناهمگن، اثر افزودن ناخالصي متان به جريان بخار تزريقي براي نسبتهاي حجمي 80/20، 50/50 و 20/80 (بخار/متان) بررسي گرديد. نتايج شبيهسازي نشان داد كه افزايش سهم متان در بخار تزريقي، منجر به كاهش راندمان حرارتي، افت ضريب بازيافت نفت و افزايش نسبت بخار به نفت ميشود. بهطوريكه كمترين مقدار ضريب بازيافت نفت حدود 6/26٪ و بيشترين مقدار آن حدود 3/43٪ بهدست آمد، در حالي كه نسبت بخار به نفت در اين حالات بهترتيب تا 6/3 افزايش يافته و در بهترين شرايط به حدود 8/2 كاهش مييابد. اين رفتار ناشي از تجمع گاز غيرقابلميعان در بخش بالايي محفظه بخار، كاهش نرخ ميعان و اختلال در انتقال حرارت مؤثر به نفت مخزن است كه در شرايط ناهمگن تشديد ميشود.
كيفيت بخار و ميزان ناخالصيهاي گازي دو عامل كليدي در طراحي و بهينهسازي فرآيند تزريق بخار به همراه ريزش ثقلي بوده و عدم توجه به آنها ميتواند منجر به بيشبرآورد ضريب بازيافت و كمبرآورد نسبت بخار به نفت شود.
چكيده انگليسي
With the decline of light oil resources and the growing importance of heavy oil reservoirs, thermal enhanced oil recovery methods particularly Steam-Assisted Gravity Drainage (SAGD) have attracted significant attention. The performance of this process is highly dependent on the properties of the injected steam and the geological characteristics of the reservoir. Parameters such as steam quality, steam–oil ratio (SOR), injection rate, and the presence of gaseous impurities play a decisive role in thermal efficiency and ultimate oil recovery. In this study, the effects of steam quality and the presence of methane as a non-condensable gas (NCG) on SAGD performance were investigated using numerical simulation in CMG-STARS. First, the impact of steam quality was evaluated in a homogeneous reservoir model for three values of 0.80, 0.90, and 0.95. The results indicate that increasing steam quality improves process performance, such that the oil recovery factor increased from 38.5% to 49% and ultimately to 58%, while the steam–oil ratio decreased from 2.6 to 2.4 and then to 2.2, respectively. Considering the balance between thermal efficiency and steam consumption, a steam quality of 0.90 was selected as the base and optimal condition for subsequent analyses. Subsequently, in a heterogeneous reservoir model, the effect of methane impurity in the injected steam was examined for volumetric steam–methane ratios of 80/20, 50/50, and 20/80. Simulation results demonstrate that increasing methane content leads to reduced thermal efficiency, lower oil recovery, and higher steam–oil ratios. Specifically, the oil recovery factor ranged from a minimum of approximately 26.6% to a maximum of about 43.3%, while the steam–oil ratio increased up to 3.6 and decreased to about 2.8 under the most favorable conditions. This behavior is attributed to the accumulation of non-condensable gas in the upper part of the steam chamber, which suppresses steam condensation and disrupts effective heat transfer to the reservoir oil an effect that is intensified under heterogeneous reservoir conditions.
Steam quality and the concentration of gaseous impurities are identified as two critical parameters in the design and optimization of the SAGD process. Neglecting these factors may result in overestimation of oil recovery and underestimation of the steam–oil ratio in engineering evaluations.
استاد راهنما
روح اله هاشمي
استاد داور
حميدرضا شاه وردي , محسن محمدي