Skip to main content
SUPERVISOR
محمد نیکوکار (استاد مشاور) محمدرضا احسانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Shirin Mohammadi
شیرین محمدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Modeling of Steam Injection in a Fractured Heavy-Oil Carbonate Reservoirs
Increase of oil consumption and price of the crude oil in the world, and declining oil supplies in recent years, has caused an increasing attention to heavy oil and extra-heavy oil production methods. As far as substantial parts of such reservoirs are fractured and fractured reservoirs are not easily exploited by using conventional technologies and requires more energy, time and high cost, so, more recognition of oil recovery methods from fractured reservoirs and finding details of each methods, especially the correct understanding of effective oil production mechanisms, are effective in selection of suitable and economical methods.So, in this study, three dimensional modeling of steam injection in a fractured heavy-oil carbonate reservoir was performed. First, steam injection process was modeled in a non-fractured reservoir, then, the model accuracy was assessed.This model showed good results compared with experimental results model (Willman and Shutler).This model considered both capillary and gravity effects in the energy equation and a variable porosity. The results showed that steam injection in a non-fractured reservoir increases the oil recovery to 70 %. In the next step, steam injection process was modeled in a fractured reservoir. The amount of oil recovery in this reservoir was estimated about 30 %.The sensitivity analysis for identification and evaluation of steam injection process in both non-fractured and fractured reservoirs was performed. The results indicated that some parameters such as: injection pressure, steam quality, pre-heating, permeability and location of fracture affect on the oil recovery. Oil recovery from carbonate fractured reservoirs is less compared with non-fractured reservoirs, and breakthrough occurs sooner. Steam injection, pre-heating and cyclic steam injection into Kuh-e-mond reservoir has been studied, too. The results showed that pre-heating and cyclic steam injection increase oil recovery. Finally, our modeling results were compared with the results of the CMG simulator. The amount of oil recovery obtained from our modeling has an error of 1.67 % compared with the CMG result in a horizontal fractured reservoir. In the next part, steam distillation mechanism during steam injection was studied and the yield of steam distillation as an effective oil production mechanism was predicted by the artificial neural network model. Multi-Layer-Perceptron was chosen as our neural network model. Different one-hidden layer and two hidden layer networks built by our neural network model and examined by input parameters. We used Supervised training algorithm so the desired responses (steam distillation yield) entered as outputs of models. After building the main structure of neural networks, step of training and testing begun, finally in cross-validation step, the simulation results compared with experimental results. In this comparison the numbers of neurons in hidden layers changed, for example four types of One-hidden layer and two hidden layer neural networks by different neurons number(3, 4, 5, 6) built and were investigated. The results showed one hidden layer neural network had less average relative error (ARE %) compared with some previous models. The average relative error of this model was obtained about 2%. Keywords Enhanced oil recovery, steam injection, modeling, fractured reservoir, neural network, multi-Layer perceptron, steam distillation mechanism.
افزایش میزان مصرف نفت، افزایش قیمت جهانی نفت و کاهش منابع عظیم نفتی در چند سال اخیر باعث توجه روزافزون به روشهای تولید از مخازن نفت سنگین و بسیار سنگین شده است. از آنجا که میزان قابل توجهی از این مخازن از نوع شکافدار است وهمچنین برداشت از این مخازن با استفاده از تکنولوژی های متداول به آسانی قابل بهره برداری نمی باشند ونیازمند صرف انرژی،زمان و هزینه ی بالاست، از این رو، شناخت هر چه بیشتر روشهای ازدیاد برداشت از مخازن شکافدار ودست یافتن به جزئیات مربوط به هر کدام از روشها و خصوصا" درک صحیح مکانیسم های موثر در تولید نفت، در انتخاب یک روش مناسب و اقتصادی بسیار موثر است. بنابراین در این پژوهش مدلسازی عددی سه بعدی فرآیند تزریق بخار در یکی از مخازن کربناته شکافدار نفت سنگین انجام شده است. ابتدا مدلسازی مخزن غیر شکافدارانجام شده است سپس صحت مدل بررسی شده است. این مدل اثرات موئینگی و گرانش را در معادله ی انرژی وتخلخل متغیر را در نظر گرفته است. نتایج نشان داد که تزریق بخار میزان برداشت در مخزن غیر شکافدار را تا 70% افزایش می دهد. در مرحله بعد ،مدلسازی مخزن شکافدار انجام شدو میزان برداشت این مخزن به 40% رسید. سپس آنالیز حساسیت برای شناخت و بررسی فرآیند تزریق بخار در مخازن شکافدار و غیر شکافدار انجام شده است. نتایج حاصل از آنالیز حساسیت نشان می دهد که پارامترهایی مانند فشار و کیفیت بخار تزریقی، پیش گرمایش و تراوایی و موقعیت شکاف برروی میزان برداشت از این مخازن اثر داشته و در مخازن کربناته ی شکافدار زمان میان شکنی [1] نسبت به مخازن غیر شکافدار زودتر اتفاق می افتد و نفت کمتری نیز تولید می کنند. خصوصیات مخزن شکافدار کوه موند مورد ارزیابی قرار گرفته است و روش تزریق بخار، پیش گرمایش تزریق بخار و همچنین روش تزریق بخار متناوب در مورد این مخزن به کمک مدل بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که پیش گرمایش و تزریق منجر به افزایش بازده تولید از این مخزن می گردد. سپس نتایج حاصل از مدل با نتایج شبیه ساز CMG، مقایسه شده است. میزان برداشت در مخزن شکافدار افقی با استفاده از مدل ارائه شده در اینکار، با خطای 67/1%در مقایسه با شبیه ساز CMG، برآورد شده است . همچنین، مکانسیم تقطیر بخاردر طی فرآیند تزریق بخار مطالعه شده است و بازده مکانیسم تقطیر بخار به عنوان یکی از مکانیسم های موثر در تولید نفت با استفاده از شبکه عصبی برآورد شده است . شبکه عصبی بررسی شده، از نوع چند لایه پرسپترون [2] انتخاب شده است. بهترین نوع شبکه عصبی با کمترین مقدار خطای نسبی در مقایسه با سایر مدل ها انتخاب شده است. بررسی ها نشان داد که شبکه عصبی تک لایه کمترین خطا را داراست . خطای نسبی مدل در برآورد بازده تقطیر بخار 2% تخمین زده شد. واژگان کلیدی: ازدیاد برداشت ، تزریق بخار، مدلسازی،مخزن شکافدار، شبکه عصبی، مکانیسم تقطیر بخار. 1 Breakthrough time 2Multi-Layer Perceptron

ارتقاء امنیت وب با وف بومی