بررسی وابستگی پل مایع و فشار مویینگی شکاف به خواص سنگ شکافدار در مکانیزم ریزش ثقلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 02166164579

2 دانشکده مهندسی شیمی و نفت/تهران/ایران

10.22078/pr.2024.5330.3374

چکیده

در مخازن شکاف دار تحت مکانیزم ریزش ثقلی، نحوه انتقال نفت بین بلوک های ماتریکس مجاور، یکی از عوامل اصلی در تعیین درجه بازیافت نفت مخزن بشمار می رود. ارتباط بین بلوک های ماتریکس می تواند توسط تشکیل پل مایع بین دو ماتریکس مجاور رخ دهد. لذا در این مطالعه با مدل سازی و شبیه سازی دو محیط ماتریکس و شکاف در نرم افزار کامسول، به بررسی مشخصات پل مایع ایجاد شده درون شکاف پرداخته و وابستگی شکل پل مایع و فشار مویینگی شکاف به خواص شکاف مانند بازشدگی شکاف، تراوایی سنگ و ترشوندگی محیط بررسی می شود. شرایط اولیه و مرزی در مسئله به شکلی دیده می شود که بتواند تبادل جریان بین دو محیط ماتریکس و شکاف را در شرایط مخزنی نشان دهد. نتایج این شبیه سازی نشان داد شعاع گلوگاه پل مایع با اندازه بازشدگی شکاف کاهش می یابد. این تغییر شکل پل مایع باعث می شود تا فشار مویینگی هم با افزایش بازشدگی شکاف به طور یکنواخت کاهش یافته و پس از یک آستانه بحرانی بازشدگی شکاف (مثلا ۷/۱ میلیمتر) فشار مویینگی شکاف منفی شود. هم چنین، نتایج نشان داد که هر چه زاویه تماس بزرگتر است (ترشوندگی خنثی)، پل مایع به شکل عمودی تر ایجاد می شود و منجر به تغییراتی کمی در حدود ۴۰ پام در فشار مویینگی شکاف می گردد. بعلاوه با افزایش تراوایی سنگ و ورود بیشتر جریان درون شکاف شعاع گلوگاه پل مایع تشکیل شده از مقدار حدود ۰۳/۰ میلی متر به حدود ۰۵/۰ میلیمتر افزایش یافت که با داده های منتشر شده آزمایشگاهی مطابقت دارد. یافته های این پژوهش می تواند برای درک بهتر چگونگی تغییرات ساختار پل مایع و تاثیر آن بر محاسبه فشار مویینگی شکاف که از پارامتر ضروری در انجام شبیه سازی های مقیاس مخزن است بکار رود

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Study the dependency of Liquid Bridge and Fracture Capillary on Fractured Rock Properties in Gravity Drainage

نویسنده [English]

  • Amirali Farahani 2
1
2 Chemical and Petroleum Engineering/Sharif University of Technology/Tehran/Iran
چکیده [English]

In fractured reservoirs under the gravity drainage, the oil transfer between adjacent matrix blocks is one of the main factors in determining the degree of oil recovery. Communication between matrix blocks can occur by forming a liquid bridge between two adjacent matrices. Therefore, in this study, by modeling and simulating the matrix and the fracture in Comsol, we investigated the characteristics of the liquid bridge formed inside the fracture and the dependency of the liquid bridge shape and the capillary pressure on the fracture properties such as the fracture aperture, matrix permeability and wettability. The initial and boundary conditions in the problem are set such that it show the flow exchange between the matrix and fracture in reservoir conditions. The results of this simulation showed that the liquid bridge throat decreases with the size of the fracture aperture. This change in the liquid bridge causes the capillary pressure to decrease uniformly with the increase of the fracture aperture, and after a critical value (for example, 1.7 mm), the fracture capillary pressure becomes negative. Also, the results showed that the larger the contact angle (toward neutral wettability), the more vertically liquid bridge formed and it leads to small changes ( 40 psi ) in the fracture capillary pressure. In addition, with the increase of rock permeability and more flow entering the fracture, the throat of the formed liquid bridge increased from about 0.03 mm to about 0.05 mm, which is consistent with the published laboratory data. The findings of this research can be used for better understanding how the liquid bridge changes and its effect on the calculation of the fracture capillary pressure, which is a necessary parameter in carrying out the reservoir scale simulations

کلیدواژه‌ها [English]

  • Modeling and Simulation؛
  • Fractured reservoir
  • ؛ Gravity drainage؛
  • Capillary continuity
  • ؛ Liquid bridge