Practical Enhanced Reservoir Engineering Assisted With Simulated Software

دانلود کتاب کاربردی مخزن Practical Enhanced Reservoir Engineering Assisted With Simulated Software

دانلود

حجم: 70 مگابایت

این کتاب شامل همه دروس مهندسی مخزن می باشد. یک کتاب جامع در مورد مهندسی مخزن می باشد.

Practical Enhanced Reservoir Engineering Assisted With Simulated Software

سیلابزنی سورفکتانت-پلیمر

در فرآیند سیلابزنی سورفکتانت-پلیمر، سورفکتانت با غلظت کم و  جذب سطحی کم  برای بدست آوردن کشش بین سطحی بین نفت به دام افتاده و آب/سیال تزریقی  استفاده می شود. این روش باعث حذف مشکل scale و تنزیل پلیمر (polymer degradation) در فرآیند ASPمی گردد.  در این فرآیند رسیدن به کشش بین سطحی خیلی کم در حدود  0.01 mN/M با غلظت های کم 0.2 wt% یک مزیت بحساب می آید. همچنین جذب کم بر روی سطح سنگ باعث بازده بهتر این فرآِیند می گردد.

در مخزن، نفت و آب سیالات امتزاج ناپذیر هستند. در نتیجه هیچ یک از آنها به طور کامل دیگری را در شرایط زیر زمینی نمی توانند جابجا کنند. این قضیه در صفر نبودن اشباعیت آب غیر قابل کاهش و اشباعیت نفت باقیمانده در منحنی نفوذ پذیری نسبی منعکس می شود. لذا با کاهش کشش بین سطحی توسط سورفکتانت و افزایش ویسکوزیته آب توسط محلول پلیمر سبب افزایش ضریب بازیافت نفت می گردد.

محلولهای پلیمر- سورفکتانت که منجر به افزایش بازیابی نفت نسبت به فرآیند محلول تزریق آب از طریق چندین عامل بشوند:

1. افزایش ویسکوزیته سیال تزیقی و کنترل نرخ پویایی

 2. کاهش نسبت تحرک پذیری آب و نفت،

 3. منحرف کردن آب تزریقی از مناطقی که قبلا جاروب شده.

4. کاهش کشش بین سطحی آب و نفت در سنگ مخزن

اسیدکاری سازند در چاه های نفتی

روش های اسیدکاری سازند در چاه های نفتی به سه روش : شتشوی چاه با اسید[1] ، اسیدکاری ماتریکس[2]  و ایجاد شکاف با اسید[3] انجام می شود. در حالت اسیدکاری ماتریکس فشار پمپ کمتر از فشار است که در سنگ مخزن شکاف ایجاد کند و هدف ایجاد خورندگی توسط اسید تزریقی در ماتریکس سنگ می باشد. در این روش اسید تزریق شده با حل کردن مواد محلول و افزایش اندازه گلوگاه، باعث افزایش جریان سیال به درون چاه می گردد.

معمولا قبل از عملیات اسیدکاری آزمایش هایی جهت بررسی میزان ارتباط چاه و مخزن انجام می گیرد که نتایج آن در انتخاب نوع و حجم اسید مصرفی و همچنین طراحی عملیات موثر می باشد. در این آزمایشات با استفاده از گازوئیل به عنوان سیال تزریقی با حجمی در حدود حجم ستون چاه توسط پمپ فشار قوی[1] پس از برقراری اتصالات لازم و آزمایش فشار تاج چاه انجام می گیرد و سپس گازوئیل تزریق می گردد. در ابتدای آزمایش گاز ستون چاه تخلیه شده و تزریق گازوئیل تا زمانیکه فشار و دبی تزریق تثبیت گردد ادامه می یابد و بدین صورت تزریق پذیری چاه مشخص می گردد( برای مثال تزریق پذیری 5 بشکه بر دقیقه برای فشار حداکثری 2000پام).

---

[1] Pump Truck

---

[1] Acid Washing

[2] Matrix Acidizing

[3] Hydraulic Fracturing 

عملیات شکاف هیدرولیکی

در سازندهای سفت (Tight) و مخازن نا متعارف و همچنین چاه های آسیب دیده (Damage)به دلیل بهره دهی پایین، چاه ها نیازمند تکنیک های انگیزش چاه مانند شکاف هیدرولیکی (Hydraulic Fracturing) به منظور افزایش بهره دهی و تولید از چاه می باشد. در عملیات شکاف هیدرولیکی ، سیال با فشار بالا برای ایجاد شکاف به سازند در اطراف دیواره چاه تزریق می شود. برای باز نگه داشتن شکاف درون سیال تزریقی پروپانت افزوده می شود.

عملیات ایجاد شکاف هیدرولیکی در دو مرحله ایجاد می شود:

-         مرحله ایجاد مسیر (Pad): در این مرحله سیال شکاف دهنده (Fracturing fluid) برای شکستن سنگ سازند و ایجاد یک مسیر به درون چاه تزریق می شود.

-         مرحلهSlurry :  در این مرحله سیال شکافنده با پروپانت مخلوط شده و در مسیر شکاف تزریق می شود.

پتروفیزیک

 پتروفیزیک به ارزیابی و تفسیر خواص فیزیکی سنگ های مخزن شامل تخلخل، تراوایی، حجم شیل، فشار مویینگی، شعاع گلوگاههای تخلخل، درصد اشباع شدگی سیالات مخزن، مرزهای تماسی، زونهای تولیدی خالص و ناخالص، مدلسازی استاتیک مخزن، تعیین حدود برش و ... با استفاده از ارزیابی و تفسیر لاگهای چاه پیمایی معمولی، نمودارهای چاه پیمایی ویژه، نمودارهای تصویری چاه، داده های مغزه معمولی و ویژه، تست چاه و از این قبیل پرداخته می شود. دانشجویانی که به این گرایش علاقه دارند می بایست در زمینه تعبیر و تفسیر لاگهای پتروفیزیکی و ارتباط آنها با داده های مغزه و سایزمیک و شناخت نرم افزارهای پتروفیزیکی قوی بوده و با نرم افزارهای مربوطه آشنا باشند.

ژئوفیزیک مخازن نفت و گاز

ژئوفیزیک یا فیزیک زمین یکی از علوم زمین است که با استفاده از ویژگی‌های فیزیکی به بررسی دقیق زمین می‌پردازد. با کمک این علم می‌توان تغییرات فیزیکی زیرِ زمین را مورد اندازه‌گیری قرار داد.عملیات ارزیابی یک  مخزن هیدروکربنی مسیری مشخص را در طول گام های زمانی خاص می پیماید تا از جنبه های مختلف مورد بررسی و تفحص قرار گیرد و حتی الامکان ابهامات آن برطرف گردد. علوم مختلف از جمله  ژئوفیزیک ، زمین شناسی ، مهندسی نفت، پترو فیزیک و... به فراخور نیاز وظیفه ای خاص را بر عهده می گیرند تا پروسه ی اکتشاف و ارزیابی به بهترین شکل و با کمترین هزینه ی اقتصادی تکمیل شده و خط تولیدی بهینه برای میدان نفتی  در دستور کار قرار گیرد. 

در علم ژئوفیزیک مخزن با استفاده از تعبیر و تفسیر داده های دوبعدی، سه بعدی و چهاربعدی لرزه ای، داده های زمین مغناطیسی، گرانی سنجی و الکتریکی به توصیف خواص مخزنی مخازن هیدروکربنی پرداخته می شود. بخصوص تفسیر داده های لرزه نگاری بازتابی نقش مهمی در اکتشاف تله های نفتی ساختمانی و چینه ای و شناخت خواص فیزیکی آنها دارد. افرادی که در این زمینه فعالیت می نمایند بایستی دارای پیش زمینه خوب زمین شناسی ساختمانی و چینه نگاری سکانسی لرزه ای بوده و با نرم افزارهای پردازش و تفسیر داده های لرزه ای آشنا شوند.

معرفی نرم افزارهای صنعت نفت

برخی از نرم افزارهای بزرگ نفتی که در صنعت نفت دنیا استفاده می شوند عبارتند از:

نرم افزار پتروفیزیکی: Geolog, ELAN, LOGIC, IP, Terra

نرم افزار مدلسازی: Petrel, RMS

نرم افزار ژئوفیزیکی برداشت: Mesa, Omni

نرم افزار ژئوفیزیکی پردازش: Promax, Vista

نرم افزار ژئوفیزیکی تفسیر: Charisma, WINPIX, Fugro-Jason

نرم افزار ژئوفیزیکی برگردان داده های لرزه ای: Hampson-Russell, Fugro-jason

برخی از نرم افزارهای علوم زمین زیر نیز حالت عمومی در نفت دارند که لازم است دانشجویان با آنها آشنایی داشته باشند:

Logplot, Surfer, Rockworks, Geosyn, Tracer, Winlog, SGEMS, Digitizer, Digidata, R2V, Steronet, Triplot, Rose, Lopatin, Basin, IWLG, SegyViever, Jmicrovision, Coordinate-calculator, Vizexreader, Schl. Toolbox. 

مخازن شکافدار2

مخازن شکافدار هتروژنیتی بالایی داشته و به دلیل وجود شبکه شکاف ها که تاثیر زیادی بر روی بازده تولید نفت دارند دارای مکانیزم های تولید متفاوت از مخازن معمولی می باشند. اختلاف فشار مویینگی در ماتریکس و شکاف اثر زیادی بر روی بازده بازیافت نفت دارد.

در مخازن شکافدار  با توجه به سیال جابجاکننده و شرایط مخزن چهار مکانیزم اساسی بازیافت نفت به شرح زیر می باشد:

-        انبساط سیال یا اثر ویسکوزیته (fluid expansion )

-        آشام مویینگی (capillary imbibition)

-        دیفیوژن ملکولی ( molecular diffusion)

-        جابجایی تحت کنترل گراویتی (gravity controlled displacement)

در مخازن آبدوست، وقتی فاز جابجاکننده آب باشد، مکانیزم اصلی بازیافت آشام خودبخودی آب می باشد. بیشتر مخازن کربناته ترشوندگی neutral-wet to preferentially oil-wet دارند که شرایط مناسب برای آشام خودبخودی آب نیست. در این مخازن گاز بعنوان فاز جابجا کننده استفاده می شود. اگر تزریق گاز در حالت غیرامتزاجی باشد، جابجایی نفت تحت ریزش ثقلی است. اگر فشار و دمای مخزن به اندازه کافی بالا باشد که شرایط امتزاجی فراهم گردد تزریق  گاز اثربخشی بیشتری خواهد داشت.

واریوگرام

واریوگرام ابزاری برای شناخت و مدل سازی ساختار فضایی پارامتر مورد تخمین می باشد و بیانگر میانگین اختلاف نقاط پارمتر مورد بررسی به فاصله معین(h) از یکدیگر می باشد. همچنین کوواریوگرام مانند کوواریانس میزان تشابه متوسط دو متغییر را بیان می کند. انواع مدل های واریوگرام شامل مدل های سقف دار و بدون سقف می باشد که مدل های سقف دار به شرح زیر می باشد:

-        مدل های اثر قطعه ای تام (Pure Nugget Effect)

-        مدل کروی (Spherical Model)

-         مدل نمایی (Exponential Model)

-        مدل گوسی (Gaussian Model)

و مدل های بدون سقف نیز شامل موراد زیر می باشد:

-        مدل خطی (Linear Model)

-        مدل دویسین(Dewijsian Model)

-        مدل سهمی گون (Paraboloid Model)

هر کدام از مدل ها که در تخمین پارامترها، خطای آن به حداقل برسد مدل مناسب است و اگر مدل مورد استفاده مناسب نباشد از مدل دیگر استفاده می شود. برای مثال بجای مدل کروی از مدل گوسی یا نمایی استفاده می شود.

زمین آمار در مدل سازی مخازن نفت

زمین آمار یکی از مهمترین بخش های مشخصه نمایی مخزن می باشد. هدف زمین آمار فراهم نمودن یک توصیف کیفی از تغییرات طبیعی توزیع شده فضایی یا در زمان و مکان می باشد. در زمین آمار آن دسته از متغییرها که ساختار فضایی از خود بروز می دهند مورد بررسی قرار می گیرند و تحلیل داده ها زمانیکه ساختار فضایی بین داده ها وجود داشته باشد صورت می گیرد. بر اساس نظریه ای که نمونه های مجاور تا فاصله معینی بطور فضایی بهم وابستگی دارند مقدار پارمترها (مانند تراوایی و تخلخل) هر چاه بر اساس این مفهوم به کل مخزن تعمیم داده و در قسمتهایی که این میزان به دلیل عدم حفر چاه مشخص نیست تخمین زده می شود. طی سال های اخیر زمین آمار در مدلسازی ترکیبی زمین شناسی، ژئوفیزیک و ژئوشیمی بسیار مورد استفاده قرار گرفته است. این یکپارچگی مدل های مختلف و انواع داده ها در چارچوب آماری ثابت باعث بهبود توانایی پیش بینی قابل اعتماد متغییرهای مخزنی می شود و ارتباط بین بخش های جدا از هم را تهسیل می کند.

در مدل سازی زمین آماری مخزن با توجه به ارقام مکانی و عدم قطعیت ها داده ها، بر اساس آمار و ریاضی ابزاری برای مدلسازی و درک تغییرات مکانی فراهم می نماید. تغییرات مکانی شامل مقیاس های اتصال (ناهمگنی) و جهت داده ها می باشد. واریوگرام (Variogram) ابزار بیسیک برای زمین آمار و روش کریجنیگ (Kriging) برای تخمین متغییرها است.

در زمین آمار تعیین تغییر پذیری توسط واریوگرام و ایجاد یک تخمین بهینه توسط کرجینگ انجام می شود. ادغام و یکپارچگی داده ها توسط کوکریجینگ (cokriging) انجام گرفته و توزیع ناهمگنی ها توسط شبیه سازی انجام می شود.