مدلسازی تنیده ترموهیدرومکانیکی مخازن هیدروکربنی

در یک مخزن نیروهای ناشی از تنشهای مکانیکی، تنشهای حرارتی و فشار سیالات بر روی یکدیگر اثر گذاشته و یک پدیده کاملا بهم‎تنیده را ایجاد می‎کنند. تغییر شکل های مخازن در اثر دما و تنشهای مکانیکی سبب تغییرات تنش موثر شده و میزان دبی تولید را تحت تاثیر قرار می دهد. به صورت مشابه فشارحفرهای و تغییرات درجه حرارت سبب تغییرشکل در مخازن میشود. از آنجا که این پدیدهها به صورت دوطرفه در اندرکنش با یکدیگر قرار دارند، لحاظ کردن تاثیرهای حرارت، فشارحفرهای و تغییرشکل ها بر تولید مخزن در برنامه های شبیه سازی مخزن نیازمند حل همزمان معادلات حرارت، ژئومکانیک و جریان می باشد. در این تحقیق ابتدا به بررسی تاریخچه مدلسازی ترموهیدرومکانیک پرداخته می‎شود. سپس معادلات حاکم شامل سه دسته معادلات توازن جرم، توازن مومنتوم و توازن انرژی برای یک محیط متخلخل تغییرشکل پذیر غیرهم دما که توسط سه فاز سیال آب، نفت و گاز اشباع شده است، ارایه میشوند. این معادلات به یکدیگر وابسته بوده و بصورت دستگاه معادلات دیفرانسیل جزئی حل میگردند. با توجه به تنیده بودن معادلات حاکم و پیچیده بودن شرایط مرزی آنها، این دستگاه معادلات معمولا به روش عددی حل میشوند. روش‎های عددی مختلفی برای حل بکار گرفته شده است که دارای نقاط ضعف و قوت متفاوتی هستند. در این مقاله حل عددی معادلات تنیده ترموهیدرومکانیکی حاکم بر مخازن هیدروکربنی، به روش ترکیبی اجزا محدود و احجام محدود مطرح شده و مثالهایی از شبیه سازی محیطهای متخلخل ارایه میگردد. مثالها توانایی مدل پیشنهادی را نشان میدهند.

Keywords:

مدلسازی تنیده , ترموهیدرومکانیک , محیط متخلخل , مخازن نفت و گاز , روشهای عددی , مدل چندمقیاسی , مخازن شکافدار