شبیه سازی عددی رفتار دوفازی گاز-سیال غیرنیوتنی در تکنیک تزریق گاز در چاه نفت

پیشرفت روز افزون و پرشتاب صنعت و محدود بودن ذخایر نفت و گاز و نیز غنی بودن کشور ایران از این ذخایر که منبع اصلی درآمد و ارزآوری برای آنمحسوب می گردد همچنین برهه زمانی فعلی که ایران قصد دارد به سرعت سطح تولید نفت خود را افزایش دهد، موجب شده است که لزوم استفاده بهینه ازاین منابع جدی تر به نظر برسد. بنابراین باید با استفاده از روش های علمی و جدید تسهیلاتی برای تولید بیشتر و بهینه در طی عمر مفید یک مخزن نفتی فراهم آورد. در این شرایط یکی از متداولترین روش های افزایش برداشت، عملیات فرازآوری با گاز است. در این عملیات با تزریق گاز در مجرای حاوی نفت بر اثر مخلوط شدن نفت وگاز چگالی ستون نفت موجود در چاه کاهش می یابد و متعاقبا موجب افزایش تولید نفت می شود. این یک جریان دوفازی گاز-مایع است که دارای رژیم های جریان مختلف است. در کاربردهای ملی فرازآوری، دو رژیم جریان حبابی و لخته ای مورد توجه است مدل مناسب و رایج برای شبیه سازی جریان دوفازی لخته ای، مدل حجم سیال است. پژوهش هایی که در گذشته در این زمینه انجام شده به منظورساده سازی مسیله با نیوتنی در نظر گرفتن مایع انجام شده اند اما در این پژوهش، سیال را مطابق با واقعیت بصورت غیرنیوتنی تعریف کرده ایم و پارامترهای مهم جریان و موثر در محاسبه افت فشار، مانند میدان سرعت و ناحیه گردابه ای را به کمک شبیه سازی عددی، مطالعه و بررسی نمودیم. معادلات حاکم شامل معادلات پیوستگی و مومنتوم برای فاز گاز و مایع همراه با برهم کنش بین فازها و معادله کرو- یاسودا برای تعریف ویسکوزیته سیال غیرنیوتنی است. در این تحقیق به طور خاص بر لوله های عمودی و جریان لخته ای تمرکز می شود و پارامترهای مربوط به آن محاسبه و با داده های تجربی گزارش شده صحت سنجی می شوند.

Keywords:

جریان لخته ای , فرازآوری با گاز , روش حجم سیال , سیال غیرنیوتنی