استفاده از چاه افقي براي بهينه‌سازي برداشت نفت از مخزن داراي شكستگي طبيعي با آبده فعال زيرين

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نفت

كارشناسي ارشد

مخازن شكاف‌دار طبيعي بخش قابل‌توجهي از ذخاير هيدروكربني جهان را تشكيل مي‌دهند، اما همواره با چالشي پايدار در توليد مواجه‌اند كه با نرخ‌هاي اوليه بالاي جريان، افت سريع فشار و پيشروي زودهنگام آب مشخص مي‌شود. اين چالش در مخازني كه توسط آبخوان فعال زيرين پشتيباني مي‌شوند تشديد مي‌گردد؛ زيرا شكستگي‌هاي عمودي با رسانايي بالا به‌عنوان كانال‌هاي غيرانتخابي جريان آب عمل مي‌كنند. اين پايان‌نامه يك مطالعه جامع شبيه‌سازي عددي را با هدف بهبود بازيافت نفت در چنين سامانه‌هايي ارائه مي‌دهد و عملكرد فناوري چاه افقي را در مقايسه با روش‌هاي متداول تخليه از طريق چاه عمودي ارزيابي مي‌كند. با استفاده از نرم‌افزار شبيه‌سازي CMG IMEX، يك مدل سه‌بعدي از مخزن دو تخلخلي شامل 7776 سلول شبكه‌اي (36 × 24 × 9) ساخته شد كه نمايانگر ذخيره اوليه نفتي حدود 20٫54 ميليون بشكه بود. چارچوب شبيه‌سازي، دو راهبرد توسعه متفاوت را طي 60 سال توليد مقايسه كرد: بخش اول شامل چهار چاه عمودي در تراز ساختاري بالاتر بود، در حالي‌كه بخش دوم از يك چاه افقي 1000 متري استفاده مي‌كرد كه به‌صورت راهبردي در سطح ساختاري بالاتري قرار گرفته بود تا فاصله ميان چاه و سطح تماس آب و نفت افزايش يابد. نتايج، برتري فني آشكاري را براي طراحي افقي نشان داد؛ به‌طوري‌كه ضريب بازيافت نهايي در اين حالت به 64 درصد رسيد، در حالي‌كه اين مقدار براي بخش داراي چاه‌هاي عمودي 57 درصد بود. اين افزايش 7 درصدي در بازيافت به تغيير الگوي جريان از پديده مخروطي شدن موضعي آب در چاه‌هاي عمودي به سازوكار منظم‌تر جريان آب در چاه افقي نسبت داده شد. طراحي افقي همچنين موجب توزيع مؤثرتر فشار، كاهش سرعت پيشروي جبهه آب و بهبود كارايي جاروب حجمي در بلوك‌هاي ماتريس سنگ شد. براي بهينه‌سازي طراحي چاه افقي، تحليل حساسيت چندمتغيره انجام گرفت. نتايج نشان داد كه طول افقي 1000 متر، پيش از رسيدن به نقطه كاهش بازده، محدوده بهينه براي تقاطع با شكستگي‌ها محسوب مي‌شود. بررسي حساسيت نرخ توليد نيز نشان داد كه نرخ جريان متوسط 6000 بشكه در روز، اختلاف فشار ميان ماتريس سنگ و شكستگي‌ها را بهينه مي‌كند، در حالي‌كه نرخ‌هاي بالاتر (8000 بشكه در روز) منجر به تجمع جريان در شكستگي‌ها و توليد بيش‌ازحد آب مي‌شود. علاوه بر اين، مطالعه حاضر جهت‌گيري چاه را به‌عنوان يك عامل كليدي موفقيت معرفي مي‌كند؛ به‌گونه‌اي كه قرارگيري چاه افقي عمود بر مجموعه غالب شكستگي‌هاي عمودي ضروري است، زيرا آرايش موازي باعث بازگشت چاه به رژيم جريان تحت سلطه ماتريس سنگ شده و نتايجي مشابه چاه‌هاي عمودي متداول ايجاد مي‌كند. اين مطالعه نتيجه‌گيري مي‌كند كه در حضور يك آبخوان بسيار فعال، چاه‌هاي افقي صرفاً مجاري با ظرفيت توليد بالا نيستند، بلكه ابزارهاي حياتي مديريت آب به شمار مي‌روند. فناوري چاه افقي با بهره‌گيري از موقعيت ساختاري سقف مخزن و زاويه بهينه، ضمن حداكثرسازي پشتيباني فشاري ناشي از آبخوان، پيشروي آب را به‌طور قابل‌توجهي به تأخير انداخته و راهبردي مؤثر براي توسعه پايدار مخازن شكاف‌دار طبيعي پيچيده ارائه مي‌دهد.

237549

مخازن

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان