نقش Computational Liquid Dynamics در مهندسی Reservoir

بهبود روغن پیشرفته (EOR) برای به حداکثر رساندن استخراج هیدروکربن از مزارع مانگ ضروری است. درک جریان پیچیده چند فاز نفت، آب و گاز از طریق سنگ متخلخل نیاز به ابزار مدل سازی پیچیده است. دینامیک مایع محاسباتی (CFD) مانند Ansys Fluent به یک سنگ شبیه سازی مدرن تبدیل شده است، مهندسان را قادر می سازد تا رفتار مایع را پیش بینی کنند، و فرایندهای انتقال دهنده سنگ، و انتقال داده های بالا، به روش های وابسته به مواد افزودنی های پیشرفته، کمک می کند.

بنیادهای شبیه سازی جریان Reservoir

شبیه سازی Reservoir بر اصول مکانیک مایع در رسانه های متخلخل است. جریان چندین فاز غیر قابل تصور توسط قانون دارسی گسترش یافته با قابلیت نسبی و توابع فشار فشار متخلخل شامل انگشتان، تفکیک، کانال و جلوه های شبیه سازی مرطوب است.

چند فاز جریان مدل سازی در Fluent

Fluent چندین چارچوب چند فاز مناسب برای جریان های مخزن ارائه می دهد.The Volume-of-fluid (VOF) مدل رابط بین مایعات غیر قابل تصور در مقیاس ماکروسکوپی، مفید برای مطالعه جابجایی آب- نفتی در مناطق نزدیک به سرعت و برش ساده، مدل اوی-Eulerian هر فاز را به عنوان ترکیب متقابل با حرکت جداگانه و حرکت ایده آل برای شبیه سازی های مختلف در سیستم های گاز، که شامل می شود، درمان می کند.

جریان رسانه های متخلخل و Sub Level Flow

مدل رسانه های متخلخل Fluent یک اصطلاح منبع متحرک را اضافه می کند که برای مقاومت در برابرcous و بی سابقه، نمایندگی از ماتریس سنگ، کاربران تعریف porosity، ده هاور، و کاهش بی سابقه از دست دادن شاخص های انتقال گاز حرارتی (به عنوان مثال از تزریق اکروپیک، که برای شبیه سازی لایه یا مخازن شکسته حیاتی است، علاوه بر این، اجازه می دهد تا اتصال به مواد شیمیایی و انتقال جریان انتقال گازهای گلخانه ای که در آن جریان انتقال گاز حرارتی (به عنوان مثال انتقال شیمیایی و انتقال گاز جریان انتقال شیمیایی انتقال گاز مایع جریان انتقال گاز مایع).

ساخت یک شبیه سازی Reservoir در Ansys Fluent

ساخت یک شبیه سازی قابل اعتماد شامل چندین گام به خوبی تعریف شده است.کیفیت مدل عددی به طور مستقیم بر دقت پیش بینی و بینش های به دست آمده برای بهینه سازی بهبود تاثیر می گذارد.

هندسه و نسل های مش

دامنه مخزن به طور معمول از داده های لرزه ای و به خوبی log استخراج می شود.در Fluent، هندسه می تواند از ابزارهای مدل سازی اختصاصی وارد شود یا به صورت پارامتریک ایجاد شود. Meshing یک گام حیاتی است: unstructured hexalaral یا Polyrucral مش ها برای اشکال زمین شناسی پیچیده ترجیح داده می شوند، در حالی که لایه های مرزی نزدیک به خوبی گرادیان سرعت بالا را جذب می کنند.

راه اندازی فیزیک و شرایط بی حد

هنگامی که منقرض شد، تنظیم شبیه سازی نیاز به تعریف خواص مایع (دناست، ویسکوزیته، تنش سطح) به عنوان توابع فشار و دما دارد.برای فرآیندهای EOR، مدل های مایع ممکن است شامل solubility گاز، بخاریزه شدن یا واکنش های شیمیایی باشد.منطقه متخلخل با قابلیت های توزیع پوست و مقادیر منافذ، اغلب از تجزیه و تحلیل اصلی به دست می آید.

استراتژی راه حل و گفتگو

جریان های Reservoir اغلب شامل اتصال قوی بین فازها و طیف گسترده ای از مقیاس های زمان است. Fluent فراهم می کند طرح های اتصال فشار-velocity (به عنوان مثال، سیم کارت فاز جدا شده) و ادغام زمان ضمنی برای رسیدگی به سیستم های سفت و سخت، محاسبات موازی ضروری است؛ مقیاس های پیشرفت موثر در خوشه های HPC نظارت بر باقی مانده، عدم تعادل، و متغیرهای کلیدی مانند زمان اشباع آب به طور خودکار می تواند اطمینان از تنظیم سریع است.

ساده سازی تکنیک های بهبود روغن در Fluent

Ansys Fluent ارزیابی دقیق روش های مختلف EOR را امکان پذیر می کند، زیرا هر تکنیک فیزیک خاص باید فعال و معتبر در برابر آزمایشگاه یا داده های میدانی باشد.

آب و محدودیت های آن

سیل آب به طور گسترده ای مورد استفاده روش بازیابی ثانویه است. Fluent تزریق آب را به مخزن شبیه سازی می کند، ردیابی جبهه جابجایی و بهره وری را انجام می دهد. خروجی های کلیدی شامل منحنی های برش آب، عامل بازیابی روغن و توزیع شبیه سازی انتخابی از نمونه های روغن باقی مانده است: به شناسایی مناطق پیشرفت آب اولیه به دلیل خطوط بالا یا شکستگی های Flu، سپس می توانند طراحی را در خوب یا تکمیل آزمایش بهبود دهند.

تزریق گاز: CO2 و گاز طبیعی

تزریق CO2 هر دو هدف ذخیره سازی کربن و EOR را ارائه می دهد. [۱] حمل و نقل و مدل های چند فاز، انحلال CO2 را به روغن، کاهش ویسکوزیته و تورم نفت، که باعث افزایش تحرک و بازیابی می شود، معادله Peng-Robinson از حالت تزریق (EOS) می تواند از طریق توابع پیشرفته کاربر برای جذب رفتار فاز در شرایط شبیه سازی مخزن یکپارچه شود. [Falt]

بهبود شیمیایی روغن

EOR شیمیایی شامل تزریق پلیمر، سورactants یا قلیایی برای بهبود کشش و جابجایی بهره وری است. مدل های Fluent Raheology پلیمر (شششتم، حفظ) از طریق قوانین ویسکوزیته غیر نیوتنی، موج سواران کاهش تنش های متقابل، شبیه سازی شده با تنظیم ضریب واکنش سطح در مدل VOF.ne ASTM سیل در صابون های حساس تولید می کند؛ توانایی منحصر به فرد برای شبیه سازی جریان شیمیایی، و اندازه های غلظت مواد شیمیایی، کمک می کند.

بازیابی حرارتی: Steam injection

تزریق بخار برای بهبود سنگین نفت استفاده می شود. معادله انرژی Fluent و فاز تغییر مدل ها ( تبخیر تبخیر / تشنج) با منبع برای گرمای دیرین فعال می شود. مدل رسانه متخلخل شامل ویسکوزیته وابسته به دما و مقیاس نسبی است: جذب جلو بخار، زیان گرما به overburden، و بسیج نفت توسط کاهش حرارتی (F) شبیه سازی داده های فسیلی و اعتبار بخشی فنی (LTS).

پشتیبانی از تصمیم گیری و پس از آن

ابزار پردازش پس از Fluent اجازه می دهد تا مهندسان خطوط اشباع، بردارهای سرعت و زمینه های فشار را در طول زمان تجسم کنند. برش های Contour در امتداد چاه ها نشان می دهد بهره وری کشش عمودی است. Iso سطح اشباع نفت برجسته شده است دور زدن جیب های زمان در هر قطعه از نرخ نفت، برش آب و نسبت گاز (GOR) مطالعات به طور مستقیم برای شناسایی توانایی تجزیه و تحلیل اقتصادی استخراج می شود.

چالش ها و بهترین تمرین ها

علی رغم قدرت آن، شبیه سازی Fluent از جریان مخزن چالش هایی را ارائه می دهد.هزینه محاسباتی برای مدل های جابجایی کامل 3D با ناهمگنی ژئواستاتیک بالا می رود. Upscaling از داده های تولید در مقیاس هسته ای (<1 متر) برای مقیاس امن ترین تنظیمات مخزن (10 تا 100 متر) یک فرایند غیر قابل انطباق است که می تواند مهندسین خطا را معرفی کند.

آینده CFD در مدیریت Reservoir

روند نوظهور نقش Fluent را در بازیابی نفت گسترش می دهد.مدل های کمک به کمک ماشین یادگیری می تواند در خروجی های Fluent برای بهینه سازی سریع آموزش داده شود.Connect با شبیه سازی ژئومکانیکی (به عنوان مثال، Ansys مکانیکی) اجازه می دهد پیش بینی از جمع آوری، یارانه و لرزه ناشی از آن.

منابع خارجی برای مطالعه بیشتر

یکپارچه سازی Ansys Fluent در گردش کار شبیه سازی مخزن به مهندسان یک پلت فرم مبتنی بر فیزیک و انعطاف پذیر برای کشف استراتژی های بهبود پیشرفته می دهد.با درک رفتار مایع در سطح بنیادی، اپراتورهای می توانند تصمیم گیری آگاهانه بگیرند که عوامل بازیابی، کاهش دوچرخه سواری آب و کاهش ردپای زیست محیطی را به سرعت - از بهینه سازی آب برای جفت گیری CO2- ایجاد یک ابزار ضروری برای مدیریت مخازن مدرن.