کاربرد شبکه های عصبی مصنوعی برای تشخیص مدل چاه های افقی |
ای بر مهندسی مخزن
نفت خام، گاز طبیعی و آب موادی هستند که برای مهندسان نفت دارای اهمیت ویژهای هستند. این مواد که در دما و فشار پایین گاهی به صورت جامد یا نیمه جامد (مانند پارافین، هیدراتهای گازی، یخ و نفت خام با نقطه ریزش بالا) یافت میشوند، در اعماق زمین ودر ستون چاه به حالت سیال، به صورت فاز بخار (گاز) یا مایع یا عمدتا دو فازی ظاهر میشوند. مواد جامدی که در عملیات حفاری، سیمانکاری و ایجاد شکاف بهکار برده میشوند نیز به حالت سیال یا دوغاب استفاده میشوند. تقسیمبندی سیالات مخزن و چاه به فازهای مایع و بخار، به دما و فشار وابسته است. وقتی دما ثابت است، حالت یا فاز سیال درون مخزن با فشار تغییر میکند. در بسیاری از موارد، حالت یا فاز سیال درون مخزن با حالت یا فاز سیال در هنگام تولید در شرایط سطح مطابقت ندارد. شناخت دقیق رفتار نفت خام، گاز طبیعی و آب – به صورت تکی یا ترکیبی- تحت شرایط مختلف از مهمترین اهداف مهندسان نفت است.
اوایل سال 1928، توجه خاصی به روابط گاز و انرژی شد و مهندسان نفت در مورد شرایط فیزیکی چاهها و مخازن زیرزمینی، دستیابی به اطلاعات دقیقتر را لازم دانستند. پیشرفتهای اولیه در مورد روشهای بازیافت نفت این موضوع را آشکار ساخت که محاسبات انجام شده بر اساس اطلاعات سر چاه یا دادههای سطح،اغلب گمراهکننده هستند. اسکلاتر و استفانسون[1] اولین دستگاه ثبت فشار درون چاهی و نمونهگیر را برای نمونهگیری از سیالات تحت فشار درون چاهها ابداع کردند[1]. جالب اینکه این دستگاه دادههای درون چاهی را باتوجه به مقادیر مثبت فشار، دما، نسبتهای گاز به نفت و طبیعت فیزیکی و شیمیایی سیالات مشخص میکند. لزوم اندازهگیری فشارهای صحیح درون چاهی هنگامی مورد توجه قرار گرفت که اولین دستگاه فشار سنج دقیق توسط میلیکان و سیدول[2] ساخته شد و اهمیت اساسی فشارهای درون چاهی در تعیین مؤثرترین روشهای بازیافت و فرایندهای فرازآوری، به مهندسان نفت نشان داده شد[2]. به این ترتیب مهندس مخزن قادر خواهد بود فشار مخزن که مهمترین دادهی پایه ای مورد نیاز محاسبات عملکرد مخزن است، اندازهگیری کند.
دانش پتروفیزیک، مطالعهی خواص سنگها و ارتباط با سیالات موجود در آنها در هر دو حالت استاتیک و جریانی میباشد. تخلخل، تراوایی، درجه اشباع و توزیع سیالات، ضریب هدایت الکتریکی سنگ و سیال، ساختار منافذ و رادیواکتیویته، برخی از مهمترین خواص پتروفیزیکی هستند. پیشگامان علم مهندسی مخزن از همان ابتدا به این نکته پی برده بودند که قبل از محاسبهی حجمهای نفت و گاز درجا، آگاهی از تغییر خواص فیزیکی نمونههای ته چاهی سیالات مخزن، نسبت به فشار، ضروری است.
طی دههی 1960، عبارات شبیه سازی و مدلسازی ریاضی مخزن عمومیت یافت[3]. این عبارت مترادف هستند و به توانایی استفاده از معادلات ریاضی جهت پیش بینی عملکرد مخزن نفت یا گاز اشاره دارند. پیدایش رایانههای دیجیتالی پرسرعت در مقیاس وسیع، باعث تقویت علم شبیه سازی مخازن گردید. روشهای عددی پیچیده نیز با استفاده از شیوههای اختلاف محدود یا المان محدود، جهت حل تعداد زیادی از معادلات گسترش یافت.
با توسعه این روشها، مفاهیم و معادلات مهندسی مخزن به صورت شاخهای قوی تعریف شده از مهندسی نفت در آمد. مهندسی مخزن عبارت است از کاربرد اصول علمی جهت حل مسائل تخلیه که ضمن توسعه و بهرهبرداری مخازن نفت و گاز بروز مینماید. مهندسی مخزن (هنر توسعه و بهرهبرداری سیالات نفت وگاز به طریقی که بازیابی اقتصادی بالا حاصل شود) نیز تعریف شده است[4].
خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir
- مخازن نفت و بهرهبرداری از مخازن نفتی
تودههای نفت و گاز داخل تلههای زیرزمینی یافت میشود که به واسطهی خصوصیات ساختاری و چینهای شکل گرفتهاند[5]. خوشبختانه تودههای نفت و گاز معمولا در قسمتهای متخلخلتر و نفوذپذیرتر بسترها که به صورت عمده ماسهها، سنگهای ماسهای، سنگهای آهکی و دولومیتها هستند و نیز در منافع بین دانهای یا فضای منافذ که با درزها، شکافها و فعالیت محلول ایجاد شدهاند یافت میشوند.
در شرایط اولیهی مخزن، سیالات هیدروکربنی به حالت تک فاز یا دو فاز میباشند.حالت تک فاز ممکن است فاز مایع باشدکه تمام گاز موجود در نفت حل شده است. در این حالت، ذخایر گاز طبیعی محلول باید همانند ذخایر نفت خام برآورد شوند. از طرف دیگر، حالت تک فاز ممکن است فاز گاز باشد. اگر در فاز گاز، هیدروکربنهای تبخیرشدهای وجود داشته باشند که در سطح زمین به صورت مایعات گاز طبیعی قابل بازیابی باشند، این مخزن را مخزن گاز میعانی یا مخزن گاز تقطیری مینامند. در این حالت، ذخایر مایعات همراه موجود ( میعانی یا تقطیری ) باید همانند ذخایر گاز برآورد شوند. زمانی که تودهی هیدروکربنی به صورت دوفاز باشد، فاز بخار را کلاهک گازی مینامند و فاز مایعی که در زیر آن واقع میشود، منطقهی نفتی نام دارد. در اینجا چهار نوع ذخایر هیدروکربوری وجود خواهد داشت:
گاز آزاد یا گاز همراه، گاز محلول، نفت موجود در منطقهی نفتی و مایعات گاز طبیعی که از کلاهک گازی بازیابی میشوند.
هرچند هیدروکربنهای موجود در مخزنکه به آن ذخیره میگویند، مقادیر ثابتی دارند، میزان ذخایر به روش بهره برداری از مخزن بستگی دارد. در سال 1986 جامعهی مهندسان نفت (SPE)[3] تعریف زیر را برای ذخایر انتخاب کرد:
ذخایر، میزان حجمهای برآورد شدهی نفت خام، گاز طبیعی، مایعات گاز طبیعی و مواد همراه قابل عرضه در بازار هستند که از یک زمان به بعد تحت شرایط اقتصادی موجود، با عملیات بهرهبرداری مشخص و تحت آییننامههای جاری دولت به لحاظ اقتصادی، قابلیت بازیابی و سوددهی وعرضه در بازار را داشته باشند[6]. میزان ذخایر با استفاده از دادههای زمینشناسی و مهندسی موجود محاسبه میگردد. به تدریج که طی بهرهبرداری از مخزن دادههای بیشتری بهدست میآید، برآورد ذخایر نیز روزآمد میشود.
تولید اولیهی هیدرو کربنها از مخازن زیر زمینی که با استفاده از انرژی طبیعی مخزن صورت میگیرد، بهرهبرداری اولیه محسوب میشود. در بهرهبرداری اولیه، نفت یا گاز بر اثر الف) انبساط، ب) جابهجایی سیال، ج) ریزش ثقلی و د) نیروی مویینه دافعی به سمت چاههای تولیدی رانده میشوند. در صورتی که مخزن فاقد سفرهی آبی باشد و سیالی به آن تزریق نشود، بازیابی سیالات هیدروکربنی عمدتا با انبساط سیال صورت میگیرد. در حال که در مورد نفت ، ممکن است بازیابی به کمک سازوکار ریزش ثقلی انجام شود. در صورتی که شار آب ورودی از سفرهی آبی وجود داشته باشد یا به جای آن آب به درون چاههای انتخابی تزریق شود، بازیابی با سازوکار جابهجایی صورت میگیرد که ممکن است همرا با سازوکار ریزش ثقلی یا نیروی مویینهی دافعی باشد. گاز نیز که سیال جابهجا کننده است، به منظور کمک به بازیابی نفت به چاهها تزریق میشود. همچنین از گاز به منظور بازیابی سیالات گاز میعانی در چرخهی گاز استفاده میشود.
استفاده از طرح تزریق گاز طبیعی یا آب، عملیات بازیابی ثانویه نامیده میشود. زمانی که برنامهی تزریق آب فرایند بازیابی ثانویه را به دنبال داشته باشد، فرایند سیلاب زنی آبی نامیده میشود. هدف اصلی از گاز طبیعی یا آب به مخزن، حفظ فشار است. به همین دلیل از عبارت برنامهی حفظ فشار نیز در تشریح فرآیند بازیابی ثانویه استفاده میشود.
فرایند جابهجایی دیگری فرایند بازیابی مرحلهی سوم نامیده می شود، در مواقعی که فرایندهای بازیافت ثانویه کارایی ندارد،کاربرد مییابد. همچنین این فرایندها در مخازنی به کار میروند که از روشهای بازیابی ثانویه به دلیل پتانسیل پایین بازیابی استفاده نمیشود. در این حالت کلمهی مرحلهی سوم نامگذاری غلطی است. در برخی از مخازن، اعمال فرایند ثانویه یا مرحلهی سوم پیش از فرایند پایان بازیابی مرحلهی اول سودمند است. در این مخازن عبارت ازدیاد برداشت به کار میرود و عموماً شامل هر فرایند بازیابی میشود که برداشت از مخازن را بیش از آنچه از انرژی طبیعی مخزن انتظار میرود، بهبود بخشد.
فرم در حال بارگذاری ...
[شنبه 1400-05-16] [ 08:39:00 ب.ظ ]
|