مطالعه رفتار مخازن گاز میعانی با استفاده از آنالیز چاه آزمایی
چکیده
مخازن گاز میعانی دسته ای از مخازن هیدروکربوری بوده که دمای آن بین دمای بحرانی و نقطه حداکثر دمای مخزن (کریکاندنترم) می باشد. این مخازن عمدتاً در ابتدا به صورت تک فاز گاز کشف می شوند. با افزایش برداشت از مخزن، فشار مخزن کم شده به فشار نقطه شبنم رسیده و فاز مایع (میعانات گازی) در مخزن پدیدار می شود. بررسی پدیده تشکیل میعانات گازی در داخل مخزن از دو جهت حائز اهمیت می باشد: یکی اینکه باعث کاهش تراوایی گاز و برداشت آن از چاه می شود، دوم اینکه خود میعانات دارای ارزش افزوده بسیار بالایی می باشند و تشکیل آن در داخل مخزن باعث هدر رفتن آن می شود. بسیاری از مخازن گازی کشور از جمله مخازن عظیم پارس جنوبی، مخازن گاز میعانی هستند. مخازن گاز میعانی با مخازن گازی و نفتی تفاوت زیادی دارند. اگر بخواهیم محاسبات دقیقی روی سیستم های گاز میعانی انجام دهیم، از قبیل چاه آزمایی، پیش بینی تحویل دهی چاه، تخمین تشکیل میعانات و میزان برداشت، شناخت رفتار فازی و جریانی سیال هیدروکربوری مخزن ضروری می باشد. عموماً مخازن نفتی را با مدل نفت سیاه شبیه سازی می کنند، اما همان طور که در این پژوهش خواهیم دید از آنجایی که با تشکیل میعانات ترکیب سیال اصلی مخزن تغییر می کند، مخازن گاز میعانی را نمی توان با این مدل شبیه سازی نمود و ناچار به استفاده از شبیه سازی سیال ترکیبی هستیم، یعنی برای هر فاز از چندین مولفه هیدروکربنی استفاده می-کنیم. در این پایان نامه، مبنای تئوری به کار رفته جهت آنالیز داده های چاه آزمایی استفاده از انتگرال های شبه فشار جهت خطی سازی جریان سیال گاز میعانی در محیط متخلخل است. شیوه های مختلف آنالیز چاه آزمایی در مخازن گاز میعانی همگن و شکاف دار از قبیل روش های شبه فشار تک فاز و دو فاز نیز مورد مطالعه قرار می گیرند. علاوه بر این تئوری های ”دو ناحیه ای حالت پایدار“ و ”سه ناحیه ای“ جهت محاسبه شبه فشار دو فاز در مخازن گاز میعانی همگن بررسی شده و تئوری سه ناحیه ای جهت محاسبه شبه فشار در مخازن گاز میعانی شکاف دار اصلاح می گردد. جهت تهیه داده های مناسب در انجام آنالیز چاه آزمایی از ماژول e300 نرم افزار شبیه ساز اکلیپس استفاده می شود. با این حال بررسی صحت عملکرد مدل تهیه شده قبل از انجام آنالیز چاه آزمایی امری ضروری است، لذا جهت راستی آزمایی مدل در ابتدا آزمون های جریانی و خیز فشار به ازای فشارهای بالاتر از نقطه شبنم تعریف می شوند. سپس داده های بدست آمده از شبیه سازی سیال ترکیبی با استفاده از روش شبه فشار تک فاز مورد تفسیر قرار گرفته و از طریق مقایسه تراوایی و ضریب پوسته محاسبه شده با مقادیر تعریف شده، صحت عملکرد مدل بررسی می شود. در این مطالعه تأثیر برخی پارامترها از قبیل شکل منحنی های تراوایی نسبی، ضریب پوسته مکانیکی، درصد غنای سیال، اختلاف فشار اولیه مخزن با فشار نقطه شبنم، دبی گاز تولیدی و پارامترهای پتروفیزیکی سنگ مخزن بر رفتار چاه آزمایی مخازن گاز میعانی همگن و شکاف دار مورد بررسی قرار می گیرد. در ضمن تأثیر مکانیزم های تولید و عدد مویینگی نیز بر رفتار مخازن گاز میعانی شکاف دار مطالعه می شود. از نتایج به دست می آید که پارامترهای مختلف مورد مطالعه در بررسی رفتار چاه آزمایی مخازن گاز میعانی همگن، تاثیر قابل توجهی بر تشکیل میعانات گازی در اطراف چاه داشته و منحنی های مشتق شبه فشار را تغییر می دهند. اختلاف فشار اولیه مخزن با فشار نقطه شبنم و تراوایی دو پارامتر تاثیرگذار بر گسترش ناحیه 2 در مخزن بوده و با گسترش ناحیه 2 دقت روش سه ناحیه ای بهبود می یابد. دبی گاز تولیدی نیز شاخص مهمی است که تعیین مقدار بهینه آن در کنترل میزان تشکیل میعانات گازی در اطراف چاه بسیار موثر است. در مخازن گاز میعانی شکاف دار نیز می توان صرفا با استفاده از منحنی های تراوایی نسبی شکاف، روش سه ناحیه ای را جهت انجام آنالیز چاه آزمایی در این مخازن اصلاح نمود. در این مخازن عمده میعانات تشکیل شده در شکاف وجود داشته و در مقایسه با مخازن گاز میعانی همگن، پارامترهای مورد بررسی در انجام آنالیز حساسیت تاثیر کمتری بر تشکیل میعانات گازی و تغییر شکل منحنی های مشتق شبه فشار دارند.