بررسی پدیده نفوذ مولکولی در فرایند ذخیره سازی گاز طبیعی در یک مخزن نفتی تخلیه شده‌ی شکافدار

نوع مقاله : مقاله ترویجی

نویسندگان

1 دانشجویی کارشناسی ارشد، بخش نفت، دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه شیراز، فارس، ایران

2 استادیار، بخش مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه شیراز، فارس، ایران

چکیده

مخازن شکافدار بخش عمده ای از مخازن هیدرو کربوری کشور را تشکیل می دهند. عملکرد مخازن شکافدار با مخازن معمولی متفاوت می باشد. در مخازن شکافدار مکانیزم های زیادی به تولید کمک می نماید. یکی از مکانیزم های که به تولید کمک می کند پدیده نفوذ مولکولی (Diffusion) می باشد. این پدیده هنگامی که گاز در تماس با نفت قرار گیرد تاثیر خود را نمایان تر نشان می دهد. نفوذ مولکولی در مخازن شکاف دار بر خلاف مخازن معمولی می تواند به صورت موثر بر بازده تزریق گاز در مخازن نفتی و یا ذخیره سازی گاز طبیعی موثر باشد. ذخیره سازی گاز طبیعی در مخازن شکافدار دارای نفت با توجه با عدم امکان تخلیه کامل نفت موجود در فضای خالی، باعث می شود گاز تزریقی در تماس با نفت درجای مخزن قرار بگیرد، بنابراین مکانیزم نفوذ مولکولی در طولانی مدت خود را نشان دهد و میزان بازدهی ذخیره سازی را کنترل می نماید.
در این مطالعه ذخیره سازی گاز طبیعی درون یک مخزن شکافدار دارای نفت سنگین مورد بررسی قرار می گیرد. در این مقاله اثر پدیده نفوذ مولکولی سیالات بر میزان تولید نفت و گاز در برداشت اولیه نفت مخزن به منظور تخلیه، آماده سازی اولیه جهت تزریق گاز برای فرآیند ذخیره سازی و همچنین عملکرد مخزن حین حضور گازی غیر از گاز آزاد شده از نفت در طولانی مدت در حضور و عدم حضور مکانیزم نفوذ مولکولی تجزیه و تحلیل می شود. 
طبق مطالعه انجام شده نفوذ مولکولی هر چند به مقدار اندک اما در فرایند ذخیره سازی گاز طبیعی در مخازن تخلیه شده ی نفتی به دلیل حضور هم جوار نفت و گاز میزان بازدهی فرایند را تحت تاثیر قرار می دهد. به دلیل حضور گازی با ترکیات متفاوت از گاز مخزن، عملکرد مخزن چه از نظر تولید و چه از نظر تزریق پذیری تغییر می کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigating the Impact of Molecular Diffusion in Natural Gas Storage Process in an Iranian Depleted Fractured Oil Reservoir

نویسندگان [English]

  • Yousef Kazemzadeh 1
  • Masoud Riazi 2

1 Mst student of petroleum engineering department, school of chemical, petroleum and gas engineering, Shiraz University, Shiraz, Fars, Iran

2 Assistant Professor of petroleum engineering department, school of chemical, petroleum and gas engineering, Shiraz University, Shiraz, Fars, Iran

چکیده [English]

Iranian oil reservoirs are mainly fractured. Performance of such reservoirs could be significantly different form the conventional reservoirs. That is mainly due to some additional flow displacement mechanisms, which take place in fractured reservoir. One of these mechanisms is molecular diffusion, which could play a key role on oil production. The impact of molecular diffusion on flow displacement during gas injection for either displacement or storage purposes would be more pronounced in a fractured reservoir compared to that in a conventional reservoir. It is mainly because of different oil trapping types and huge difference between contact area of the in situ oil and the injected gas phase in these two kinds of reservoir. 
In this study, the process of natural gas storage in an Iranian heavy oil fractured reservoir is investigated. In this paper, specifically the impact of molecular diffusion on the primary oil production and different stages of gas storage process are studied using a commercial simulator.
The results of this study show that molecular diffusion could play an important role on injection/production rates as well as the average reservoir pressure during injection process. This impact would be more pronounced when a gas with different composition compared to that in the reservoir is used for storage purposes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • molecular diffusion
  • Fractured reservoir
  • natural gas storage
  • Simulation
  • depleted oil reservoir
  1. علی شاه محمد، بررسی مکانیزم های تولید درمخازن شکافدار طبیعی، اکتشاف و تولید نشریه فنی و تخصصی شرکت ملی نفت ایران، شماره ۳۶.
  2. Ertekin T., King, G, & Schwerer, F., Dynamic as slippage: A Unique dual mechanism approach to the flow of gas in tight formations, SPE Paper 2045, pp. 43, 1986.
  3. Ayala L.F., Compositional modeling of naturally - fractured reservoirs in multi-mechanistic flow domains, PhD dissertation. Penn. State U., University Park, Pennsylvania, 2005.
  4. Warren R.B. & Root P.J, The Behavior of naturally fractured reservoirs, SPE Journal, pp. 245-255, Trans. AIME,  V. 234, 1963.
  5. ابوالقاسم کاظمى نیاکرانى ، شهاب گرامى، سیروس قطبى و عبدالنبى هاشمى، مد لسازى ترکیبى پدیده نفوذ ملکولى در تزریق گاز طبیعى به مخازن گازى و گاز میعانى شکاف دار کم تراوا - مدل تک بلوکى، پژوهش نفت، شماره ۶۵، صفحه ۳-۱۷، ۱۳۹۰.
  6. Yang, D., Gu, Y., "Determination of diffusion coefficients and inerface mass transfer coefficients of the crude oil-CO2 system by analysis of the dynamic and equilibrium interfacial tensions”.  Industrial and Chemical Research Journal, Vol. 47, 5447-5455, 2008.
  7. Yang, D., Gu, Y., "A new experimental technique for studing gas mass transfer in crude oil by analysis of the measures dynamic and equilibrium interfacial tension." , Proceedings of the SPE Annual Technical Conference, San Antonio, Texas, U.S.A., 24-27 September, 2006.
  8. Saboorian-Jooybari, H., " A novel methodology for simultaneous estimation of gas diffusivity and solubility in bitumens and heavy oils”. Proceedings of the SPE Heavy Oil Conference Canada, Calgary, Alberta, Canada, 12-14 June 2012
  9. یوسف کاظم زاده، مسعود ریاضی، سید شهاب الدین آیت الهی، بررسی تاثیر پارامترهای موثر بر IPR (عملکرد مخزن) ، TPR (عملکرد چاه) و دبی بهینه تزریق در سیستم ذخیره سازی گاز یکی از مخازن ایران، کنفرانس و نمایشگاه تخصصی نفت، ۲۴-۲۶ اردیبهشت ۱۳۹۲.
  10. آرمین عبداللهی، مسعود ریاضی، سید شهاب الدین آیت اللهی، امکان سنجی ذخیره سازی گاز طبیعی در یکی از سازندهای آبی ایران، کنفرانس و نمایشگاه تخصصی نفت، ۲۴-۲۶ اردیبهشت ۱۳۹۲.
  11. امیر گل پرور، یوسف کاظم زاده، مسعود ریاضی، سید شهاب الدین آیت الهی، مطالعه و شبیه سازی میدانی فرآیند ذخیره سازی گاز در یکی از سازند های حاوی آب واقع در یکی از مخازن جنوب ایران، کنفرانس و نمایشگاه تخصصی نفت، 24-26 اردیبهشت ۱۳۹۲.
  12. گزارشات مهندسی نفت شرکت ذخیره سازی گاز طبیعی ایران ۱۳۸۴ 
  • تاریخ دریافت: 02 اردیبهشت 1401
  • تاریخ پذیرش: 02 اردیبهشت 1401
  • تاریخ اولین انتشار: 02 اردیبهشت 1401