Skip to main content
SUPERVISOR
محمد نیکوکار (استاد مشاور) محمدرضا احسانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Bahman Moazzeni pour
بهمن موذنی پور

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
One of the methods for enhanced oil recovery from heavy oil resources is in-situ combustion. As complicated as this process is, it also has higher efficiency compared to other processes of heavy oil recovery and can be used in a wide range of resources. On the other hand because this trend can be used in deep resources it is appropriate for the resources in Iran. Therefore research and review regarding this process have been significantly increased within the recent years due to international need for oil. One 3D model in three phases of oil, water and gas has been considered for modeling in-situ combustion process. For the components which are distributed in two or more phases, phase equilibrium has been considered among the phases. In this model the energy conservation equation, total and partial mass balance equations have been written for all components including oxygen, non condensable gas, light oil hydrocarbon, heavy oil hydrocarbon, water and coke. Additionally the auxiliary equations are presented for calculations of permeability changes, capillary pressures, reservoir porosity, PVT properties of fluids, viscosity, enthalpy and etc. Finally constraint equations including mole fractions in two phases of oil and gas and also saturation percentage of phases are added to the equations. After writing the equations and their discreteness, the finite difference procedure has been used for solving the equation by applying the boundary and initial conditions. The related program has been written in the Matlab Software. In the next stage accuracy of the present model has been reviewed comparing with experimental data and result of the other models. After assuring the accuracy of the model, the present model was used in one of the heavy oil reservoir for reviewing the in-situ combustion process and the results were gathered in the conclusion section. The reservoir simulation results in 1D mode shows that almost 90% of the reservoir in-situ oil has been recovered after 150 days of simulation from which 30% is related to production of light oil due to cracking reaction. At the same time in such condition recovery rate of water is over 100% which is due to water production as the result of oxidation reactions. These results show that in 3D modeling of the reservoir location of the injection well is seriously effective on parameters like oil and water saturation, and the blocks close to the injection well show faster reactions toward air injection. The process simulation in such condition shows that after 150 days after initiation of the simulation by passing the combustion front through the reservoir blocks, the temperature in theses blocks will be maximized which is 870 Fahrenheit is the maximum. Keywords: In-situ combustion; Heavy oil; Enhanced oil recovery; Modeling; Reservoir
یکی از روشهای ازدیاد برداشت از مخازن نفت سنگین، روش احتراق درجا می‌باشد. این فرآیند در عین پیچیدگی، دارای راندمان بالایی نسبت به دیگر فرآیندهای بازیابی نفت سنگین بوده و در گستره وسیعی از مخازن می‌تواند مورد استفاده قرار بگیرد. از طرف دیگر به علت اینکه این فرآیند در مخازن عمیق می‌تواند مورد استفاده قرار بگیرد، جهت اجرا در مخازن ایران مناسب می‌باشد. از این رو تحقیق و بررسی این فرآیند به ویژه در سالهای اخیر، به علت افزایش نیاز جهانی به نفت، اهمیت بیشتری یافته است. در این تحقیق برای مدلسازی فرآیند احتراق درجا یک مدل در سه بعد با سه فاز نفت، آب و گاز در نظر گرفته شد. برای اجزایی که در دو یا چند فاز توزیع می‌شوند، رابطه تعادلی بین فازها نیز لحاظ شده است. در این مدل معادلات انرژی، جرم کلی و جرم جزئی برای همه اجزا شامل اکسیژن، گاز بی اثر (غیر قابل کندانس)، هیدروکربن سبک نفتی، هیدروکربن سنگین نفتی، آب و کک نوشته شد. به علاوه معادلات کمکی جهت محاسبه تغییرات تراوایی، فشارهای مویینه، تخلخل مخزن، خواص PVT سیالات، ویسکوزیته، آنتالپی و غیره ارائه گردید. در نهایت معادلات محدود کننده شامل جزء مولی در دو فاز گاز و نفت، و همچنین درصد اشباع فازها به معادلات مدل اضافه گردید. پس از نوشتن معادلات و گسسته سازی آنها، از روش تفاضل محدود با اعمال شرایط مرزی و شرایط اولیه مخزن جهت حل، استفاده شده است. برنامه مربوطه در محیط نرم‌افزار Matlab نوشته شده است در مرحله‌‌ی بعد با مقایسه نتایج حاصل از مدل با داده‌های تجربی و سایر مدل‌ها، صحت مدل حاضر بررسی گردید و پس از اطمینان از دقت آن، مدل فوق جهت بررسی فرآیند احتراق درجا در یکی از مخازن نفت سنگین استفاده گردید و بررسی پارامترهای مختلف و داده‌های حاصل شده از مدلسازی در فصل نتایج گردآوری شده است. نتایج حاصل از مدلسازی مخزن در حالت یک بعدی نشان می‌دهد بیش از 90 درصد نفت درجای مخرن پس از 150 روز از آغاز شبیه‌سازی فرآیند، بازیابی شده است که از این میزان 30 درصد مربوط به تولید نفت سبک به واسطه‌ی واکنش کراکینگ بوده است. در ضمن در این حالت میزان بازیابی آب از 100 درصد بیشتر بوده که علت آن تولید آب در اثر واکنش‌های اکسیداسیون می‌باشد. این نتایج نشان می‌دهد در مدلسازی مخزن به صورت سه بعدی محل چاه تزریقی روی پارامترهای مختلفی چون اشباع نفت و آب به شدت تاثیرگذار بوده و بلوک‌های نزدیک چاه تزریق زودتر به تزریق هوا واکنش نشان می‌دهند. شبیه‌سازی فرآیند در این حالت پس از 150 روز از آغاز فرآیند نشان می‌دهد با عبور جبهه‌ی احتراق از بلوک‌های مخزن، دما در این بلوک‌ها به حداکثر مقدار خود می‌رسد که این میزان در بیشترین حالت حدود 870 درجه‌ی فارنهایت می‌باشد. در پایان پیشنهاداتی برای ادامه این تحقیق که می‌تواند زمینه‌های جالبی را در مدلسازی مخزن فراهم کند، ارائه شده است. کلمات کلیدی: 1- ازدیاد برداشت 2- احتراق درجا 3- نفت سنگین 4- مدلسازی 5- مخزن

ارتقاء امنیت وب با وف بومی