مهدی جعفری - دانشکده مهندسی شیمی و نفت - دانشگاه صنعتی شریف
امیر بدخشان - دانشکده مهندسی شیمی و نفت - دانشگاه صنعتی شریف
وحید تقی خانی - دانشکده مهندسی شیمی و نفت - دانشگاه صنعتی شریف
ولی احمد سجادیان - شرکت ملی نفت - تهران

در مخازن کربناته شکافدار مکانیزم ریزش ثقلی یکی از فرآیندهای مهم تولید نفت می باشد که با افزایش زمان تولید و ازدیاد فاصله سطح تماس نفت / گاز در شکافها , نسبت سطح تماس نفت / گاز در ماتریسها، نقش آن مهمتر خواهد شد. فرآیند مطرح در مکانیزم ریزش ثقلی، جابجایی و مکش (آشام مجدد) نفت تولید شده از ماتریسهای بالائی به ماتریسهای زیرین می باشد. مکانیزم ریزش ثقلی در ناحیه مورد تهاجم گاز در مخازن شکافدار انجام میگیرد که همراه با فرآیند پیوستگی موئینگی بعنوان تاثیر متقابل ماتریسها نامیده می شود. در طی فرایند تزریق متناوب آب و گاز (WAG) با توجه به اینکه اطراف بلوکهای ماتریس را متناوبا آب و گاز فرا می گیرد لذا ریزش ثقلی در اثر گاز قطعا" بوقوع می پیوندد. نفت تولیدی در اثر ریزش ثقلی تحت مکش (آشام مجدد) توسط بلوکهای زیرین قرار می گیرد. در این تحقیق با انجام آزمایشات ریزش ثقلی همراه با آشام مجدد توسط بلوکها در آزمایشگاه، این مکانیزم و پارامترهای موثر در آن مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر خواص فیزیکی، زاویه شیب مجموعه بلوکها و میزان سطح تماس آنها از عوامل موثر می باشند. نتیجه شد که در حالت قائم میزان تولید نفت بیشتر است. همچنین در تماس 100 % بین بلوکها میزان تولید نفت بیشترین مقدار است. در صورتیکه تماس بین دو ماتریس بتواند ارتباط موئینگی لازم را در ماتریسهای بر روی هم برقرار نماید میزان کل تولید معادل میزان تولید از یک ماتریس با ارتفاعی برابر ارتفاع مجموعه ماتریسها می باشد البته میزان دبی ریزش نفت کاهش می یابد و میزان افت دبی ریزش ثقلی نفت در رابطه خطی با میزان تماس بین دو ماتریس نیست. به طوریکه با پنجاه درصد تماس نمی توان انتظار نصف شدن دبی را داشته بلکه به مراتب کاهش کمتری در دبی مشاهده می گردد. برای دو ماتریس بر روی هم ، نفت خارج شده از ماتریس بالایی، از طریق سطح فوقانی و سطوح جانبی ماتریس زیرین آشام و درنتیجه تاخیر زمانی در ریزش ثقلی از ماتریس زیرین (در صورتیکه از ابتدا کاملا" اشباع باشد) و یا تغییر درجه اشباع در ماتریس زیرین (در صورتیکه در شروع آزمایش تخلیه شده باشد) را ایجاد می نماید. برای این منظور ابتدا یک پوسته مسطح از نفت بر روی جداره ماتریس تشکیل می گردد (که فشار موئینگی آن حدود صفرمی باشد) و این امر سبب برقراری یک گرادیان فشار نفت برای مکش آن بداخل ماتریس می شود. برای حالتی که ماتریس زیرین از نفت کاملا" اشباع می شود، در صورتیکه نفت خارج شده از ماتریس (یا ماتریسهای فوقانی) بیشتر از دبی شاخص ماتریس پائینی باشد به اندازه q آشام و مابقی از روی سطوح جداری آن سر ریز می نماید در صورتیکه نفت خارج شده از ماتریس / ماتریسهای فوقانی کمتر از q باشد، تمامی آن آشام ماتریس پائینی شده و سرعت کاهش درجه اشباع ماتریس زیرین به همان اندازه کاهش می یابد. البته پس از یک دوره گذرا سیستم به حالت پایدار رسیده و هرچه نفت از ماتریس بالایی آشام می شود، همان مقدار نیز از ماتریس زیرین تخلیه می شود.