پیاده‌سازی روش دومقیاسی در شبیه‌سازی جریان اطراف چاه در مخازن گاز-میعانی در نرم‌افزار متن‌باز MRST

Abstract

شبیه‌سازهای مخزن معمولاً از مدل‌های چاه برای شبیه‌سازی جریان سیال اطراف چاه استفاده می‌کنند. در بعضی موارد که تغییرات اشباع در نزدیکی چاه شدید است، مانند مخازن گاز-میعانی و پدیده مخروطی‌شدن آب، مدل‌های چاه با شبکه درشت، دقت مناسبی ندارند. در شبیه‌سازی مخازن گاز-میعانی، تشکیل میعانات پیرامون چاه‌ها با استفاده از شبکه‌های شعاعی لگاریتمی، به خوبی مدل می‌شوند. اما استفاده از شبکه شعاعی، محدود به مخازن با یک چاه است. یک روش قابل‌قبول برای حالت‌های پیچیده‌تر، می‌تواند استفاده از دو شبکه دکارتی و شعاعی در کنار هم باشد. در این پایان‌نامه ابتدا اثر جریان عمودی بر پیش‌بینی تولید از مخازن گاز-میعانی با حل یک مسئله عددی بحث شده است. خطای حدود 25 درصدی در پیش‌بینی میزان تولید دبی میعانات بدون در نظر گرفتن نیروی گرانش دیده شد. هم‌چنین با استفاده از تحلیل ابعادی، پارامتر تشابه با توان 33/1 برای سیال فقیر و 03/1 برای سیال غنی برای پیش‌بینی میزان دبی میعانات تولیدی، تعیین شده است. علاوه بر این، در این پایان نامه، یک روش جدید از شبکه‌‌های هم‌پوشان معرفی شده است؛ به طوری ‌که یک شبکه شعاعی روی یک شبکه دکارتی درشت، در ناحیه اطراف چاه، هم‌پوشان می‌شود. سپس ارتباط بین دو شبکه با استفاده از یک شرط مرزی مناسب، برقرار می‌شود. پنج الگوریتم برای ارتباط شبکه‌ها با در نظر گرفتن شرایط مرزی داخلی، ارائه شده است؛ به طوری ‌که اطلاعات بین دو شبکه جداگانه، به ‌وسیله میان‌یابی نتایج هر شبکه مبادله می‌شوند. این روش به‌ وسیله شبیه‌سازی یک مخزن گاز-میعانی ساده و مقایسه نتایج آن با شبکه شعاعی ریز مرجع، ارزیابی و صحت‌سنجی شده است. این روش پیشنهادی در جعبه‌ابزار متن‌باز شبیه‌ساز مخزن متلب با استفاده از مدل نفت سیاه اصلاح‌شده برای سه شبکه دکارتی، 21×21، 101×101 و 1001×1001، پیاده‌سازی شده است. مقایسه نتایج حاصل با شبکه شعاعی ریز، نشان داد که نتایج روش دومقیاسی پیشنهادی با استفاده از یک شبکه دکارتی درشت 21×21 به اندازه شبکه دکارتی ریز 1001×1001، دقت دارد. اما، هزینه محاسباتی روش پیشنهادی، نسبت به شبکه دکارتی ساده 21×21، دو برابر آن است؛ درحالی‌که خطای نتایج آن یک مرتبه کمتر است. در انتها، یک مسئله عددی با دولایه و دو چاه تولیدی شبیه‌سازی شده و تحلیل حساسیت برای بررسی اثر نسبت تراوایی مطلق لایه‌ها، اشباع بحرانی میعانات و تراوایی عمودی انجام شده است. در این تحلیل‌های حساسیت، اثر متقابل بین چاه‌ها نیز مشاهده شد.