مطالعه تاثير مدت زمان تزريق اوليه، پديده انتشار و نفوذ مولكولي بر اختلاط گاز پايه و عملياتي در فرآيند ذخيره سازي گاز طبيعي در يك مخزن نيتروژني

A Study on Effects of Initial Injection Period, Dispersion, and Diffusion Phenomena on Mixing of Base and Working gas during Natural Gas Storage in a Nitrogen Reservoir

با توجه به روند رو به افزايش مصرف گاز طبيعي در جهان، ذخيره سازي زيرزميني گاز به عنوان روشي جهت برطرف كردن مشكل عدم تعادل عرضه و تقاضاي گاز به خصوص در فصول سرد سال امري اجتناب ناپذير به نظر ميرسد. در مخازني كه جهت ذخيره سازي گاز استفاده مي شوند، تهيه و تزريق گاز پايه بيشترين هزينه عمليات ذخيره سازي را در بر مي گيرد. حضور گاز پايه جهت حفظ فشار مخزن در طول سيكل توليد و همچنين تضمين دبي تحويل پذيري مناسب، ضروري مي باشد. از آنجا كه ارزيابي اقتصادي پروژه هاي ذخيره سازي از اهميت به سزايي برخوردار است، اخيراً استفاده از مخازن گازي كم كيفيت از جمله مخازن نيتروژني جهت پروژه هاي ذخيره سازي گاز طبيعي مورد توجه قرار گرفته است. بدين ترتيب، گاز در جاي كم كيفيت مخزن به عنوان گاز پايه مورد استفاده قرار مي گيرد و اين امر نه تنها منجر به تامين دبي توليد بيشتر از مخزن در طول سيكل هاي توليد مي گردد، بلكه هزينه تهيه و تزريق گاز پايه را نيز تا حد قابل ملاحظه اي كاهش مي دهد. با اين حال، مسئله اختلاط گاز كم كيفيت مخزن و گاز طبيعي تزريقي وجود دارد كه اين پديده در صورت انتخاب استراتژي مناسب توليد مي تواند به خوبي كنترل گردد. در اين مطالعه، يك مخزن متروكه گازي كه قسمت عمده تركيب آن را نيتروژن تشكيل مي دهد (85 درصد مولي نيتروژن) جهت اجراي عمليات ذخيره سازي گاز طبيعي مورد مطالعه قرار مي گيرد و تاثير مدت زمان تزريق اوليه و به تبع آن حجم گاز طبيعي تزريقي اطراف چاه و همچنين عوامل تاثير گذار بر ميزان اختلاط در مقياس مولكولي (پديده انتشار و نفوذ مولكولي) بر روي كيفيت گاز توليدي بررسي مي گردد

Due to the growing consumption of natural gas in the world، underground natural gas storage (UGS)، as a way to cope with the imbalance of gas supply and demand especially during cold seasons، seems to be really indispensable. The largest part of investment in a UGS plan development is allocated to providing cushion gas; this gas is required to maintain reservoir pressure during withdrawal cycles and insure adequate deliverability rate. Since economic evaluation of gas storage projects is of great significance، recently implementing UGS in low quality gas reservoirs such as nitrogen reservoirs has become highlighted. In such a case، reservoir low quality gas will be used as cushion and not only it leads to a higher production rate but also it considerably reduces the cost of preparing and injecting cushion gas into the reservoir. However، there may be a problem related to mixing between reservoir low quality gas and natural injecting gas; this phenomenon shall be effectively controlled by choosing the suitable production strategy. This study investigates underground natural gas storage in an abandoned gas reservoir which mainly consists of nitrogen (%85 Nitrogen). The effect of initial injection period and therefore total injection volume around the well، as well as the factors affecting the extent of mixing between reservoir’s low quality gas and injected natural gas in molecular scale such as diffusion and dispersion will be investigated.