Skip to main content
SUPERVISOR
وحید مشایخی زاده (استاد راهنما) علیرضا خزعلی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamid reza Akbari zahmati
حمیدرضا اکبری زحمتی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Pore network modeling of molecular Diffusion during lean gas injection (At reservoir condition)
In this study, we investigate about the effects of molecular diffusion in the pore network in the high temperature- high pressure condition at the isothermal condition. In this study, we construct a network which consists of pores and throats that connects together irregularly. The gas has been injected from the fracture and starting to mass transfer with liquids which are in the throats. Because the placement of gas fluid near to the liquid fluid, molecules of gas phase goes to the oil fluid and molecules of oil fluid goes to the gas phase. This mechanism causes that the oil which exists in the throats has gradually evaporated and cause of saturation of throats by gas fluid. Transfer mechanisms in the pore network has been done by two main mechanisms: capillary forces and molecular diffusion. In this study, molecular diffusion in the gas phase, flow caused by capillary forces and evaporation at the interface of gas-liquid has been modeled. In previous projects, the effect of gas diffusion in the oil phase was ignored and the laws of ideal gases were applied to the thermodynamic calculations of the gas fluid. As a result, the calculations related to molecular diffusion and evaporation at the gas-liquid interface did not match the actual fluid conditions in the reservoir. In this project, diffusion of gas in the oil phase is also considered, and for thermodynamic calculations, the equilibrium equations of gas-liquid at the interface has been used. On the other hand, there are calculations on a network extracted from a real rock to bring the results closer to reality. We concluded that with increasing temperature, the time of evaporation of pore network is decreased. Also variation of liquid moles, rate of decreasing density of liquid and number of liquid clusters, is increased. In this study we investigate the effect of fluid pressure on the evaporation process and we observe that with increasing the pressure, the time of evaporation rate, is increased. Also we find that with increasing fluid pressure, variation of liquid moles, rate of decreasing liquid density and number of liquid clusters, is decreased. In this study, also we concluded that, with lightening gas fluid and liquid fluid, have been affected on the time of evaporation in the pore network and cause of increasing the rate of evaporation at the gas-liquid interface which this decreases the time of evaporation. Also we concluded that with lightening the oil and gas fluid, variation of moles of liquid, rate of decreasing oil density and number of liquid clusters, is increased.
در این پروژه به مطالعه، تاثیر فرآیند نفوذ مولکولی درون شبکه حفرات در دما وفشار زیاد در شرایط همدما پرداختیم. در این پروژه، شبکهای متشکل از گلوگاهها و حفرات را تشکیل دادیم که بهصورت کاملا نامنظم به یکدیگر متصل شدند. گاز از طریق شکاف تزریق میشود و با مایع درون گلوگاهها شروع به تبادل جرم میکند. در اثر قرار گیری سیال گاز در کنار سیال نفت مولکولهای گاز به سمت سیال نفت میروند و مولکولهای مایع به سمت سیال گاز میروند. این امر باعث میشود که نفت موجود در گلوگاهها به تدریج تبخیر شوند و باعث اشباع شدن گلوگاهها توسط سیال گاز شود. مکانیزم های انتقال و جابجایی درون شبکه حفرات، توسط دو مکانیزم اصلی، نیروهای مویین و نفوذ مولکولی درون شبکه حفرات انجام میشود. در این پروژه سه پدیده نفوذ مولکولی در فاز گاز، جریان ناشی از نیروهای مویین و تبخیر در سطح مشترک گاز و مایع شبیه سازی شدند. در پروژه های پیش از این پروژه، نفوذ گاز در فاز نفت را نادیده میگرفتند و قوانین مربوط به گازهای ایدهآل را برای محاسبات ترمودینامیکی سیال گاز اعمال میکردند. در نتیجه محاسبات مربوط به نفوذ مولکولی و تبخیر در سطح مشترک گاز و مایع با شرایط واقعی سیال در مخزن همخوانی نداشت. در این پروژه، نفوذ گاز در فاز نفت نیز در نظر گرفته شده است و برای محاسبات ترمودینامیکی نیز روابط تعادل فازی در سطح مشترک گاز و مایع استفاده شده است. از سمتی دیگر محاسبات برروی شبکهای هست که از یک سنگ واقعی مستخرج شده است تا نتایج به واقعیت نزدیکتر شود. بار زمان تبخیر شدن شبکه حفرات، کاهش مییابد. همچنین تغییرات مول مایع ، ترخ کاهش 10 ما به این نتیجه رسیدیم که با افزایش دما، در فشار چگالی مایع و دامنه تغییرات تعداد کلاستر های مایع، افزایش مییابد. درجه کلوین زمان فرآیند تبخیر، 400 در این کار تاثیر فشار سیال را برروی فرآیند تبخیر بررسی کردیم و مشاهده کردیم که با افزایش فشار، در دمای افزایش مییابد. همچنین دریافتیم با افزایش فشار سیال، تغییرات مول مایع و دامنه تغییرات تعداد کلاسترهای مایع، کاهش مییابد. در این پروژه همچنین به این نتیجه رسیدیم که با سبکتر شدن سیال مایع و نیز سبکتر شدن سیال گاز، برروی زمان تبخیر نفت در درون شبکه تاثیر میگذارد و باعث افزایش نرخ تبخیر در سطح تماس گلوگاهها و حفرات میشود که این امر باعث کاهش زمان تبخیر مایع درون شبکه میشود. همچنین دریافتیم با سبک تر شدن سیال نفت و یا با سبک تر شدن سیال گاز، تغییرات مول مایع، نرخ کاهش چگالی مایع و دامنه تغییرات تعداد کلاسترهای مایع، افزایش مییابد.

تحت نظارت وف ایرانی