مدل سازي عددي فرآيند آشام خودبخودي آب در يك بلوك مخزن شكافدار و بررسي اثر شرايط مرزي مختلف بر بازيافت نفت

Numerical Modeling of Spontaneous Imbibition and Investigating the Impact of Boundary Conditions on the Oil Recovery

دراين پژوهش، مدل رياضي مورد اعتماد براي مدل‌سازي عددي فرآيند آشام خود‌به‌خودي هم‌سو و ناهم‌سو در حالت يك‌بعدي و دو‌بعدي با استفاده از نرم‌ افزار MATLAB ارائه و اعتبارسنجي شده است. سپس مطالعات مختلفي بر روي تاثير شرايط مرزي بر فرآيند آشام انجام گرفت. نتايج نشان مي‌دهد كه ميزان توليد نفت پس از بيست روز در آشام هم‌سو بيش از 5/1 برابر آشام ناهم‌سو بود. همچنين نتايج نشان داد كه در بلوك‌ها با ارتفاع مختلف، بازده‌ي نفت متفاوت مي‌باشد. بررسي آشام خودبه‌خودي ناهم‌سو در حالت دو‌بعدي در يك بلوك ماتريسي بزرگ درناحيه تحت هجوم آب، بيانگر همكاري نيروي ثقلي در افزايش دو برابري بازيافت نفت پس از 120 روز بود. همچنين كاهش سطح تماس آب و بلوك ماتريسي منجر به افت عملكرد فرآيند َآشام در توليد نفت شد. به‌طوري-كه مقدار بازيافت نفت آشام ناهم‌سو از 49 درصد (چهار وجه درتماس با آب) به 30 درصد (يك وجه در تماس با آب) در ده روز كاهش پيدا كرد. نتايج نشان مي‌دهد كه افزايش مرزهاي در تماس با آب باعث افزايش بازده فرآيند آشام خودبه‌خودي مي‌شود.

In this work, a reliable mathematical model for numerical modeling of co-current and counter-current spontaneous imbibition in 1D and 2D modes is presented using MATLAB software and validated. Then, several studies are conducted on the effect of boundary conditions on the imbibition process. Results show that the oil recovery in co-current imbibition was 1.5 times greater than counter-current imbibition after 20 days. The results also show that in blocks with different heights, oil recovery is different. Investigation of the counter-current spontaneous imbibition in 2D mode in a large matrix block fully immersed in water indicated the effect of the gravity force in doubling the oil recovery after 120 days. Moreover, reducing the matrix block-water contact results in a decrease in the performance of imbibition process in the oil production so that the amount of the counter-current imbibition oil recovery decreased from 49% (four faces in contact with water) to 30% (one face in contact with water) after 10 days. The results show the increase of the water-contacted boundaries improves the spontaneous imbibition process efficiency.