مهندسی مخزن کاربردی (۵): شبیه‌سازی مخزن

تذکر: این پست به مرور تکمیل می‌شود.

۲- ساخت و راه‌اندازی مدل دینامیک

این مرحله بر اساس مدل زمین‌شناسی (Geologic model) و داده‌های مهندسی مخزن می‌باشد. مدل شبیه‌سازی شامل موارد زیر می‌شود:

• مسیر چاه‌ها
• داده‌های تاریخچه تولید چاه (دبی گاز، مایع و نفت، فشار، تولید تجمعی)
• جداول VFP برای هر چاه
• تکمیل چاه
• محدودیت تجهیزات و زیر ساخت‌ها
• داده‌های خواص مخزن (مثل تخلخل، تراوایی، NTG، ویسکوزیته، ضخامت مخزن، اشباع نفت، ضریب حجمی تشکیل نفت، فشار حباب، تراکم‌پذیری سنگ و سیال، نفت درجای اولیه، نسبت گاز به نفت و …)
• خواص سیال
• خواص سنگ (مثل منحنی‌های تراوایی نسبی و تراکم‌پذیری سنگ)
• محدودیت‌های چاه
• و …
• ویژگی‌های آبده (برای مثال ممکن است که از مل Carter Tracy استفاده شود که در اکلیپس با کیورد AQUCT نمایش داده می‌شود)

حال نوبت به راه‌اندازی هیدرواستاتیکی مدل (Hydrostatic model initialization) می‌رسد. با استفاده از داده‌های فشار اولیه و همچنین سطوح اولیه تماس، مدل هیدرواستاتیکی راه‌اندازی می‌شود.

راه‌اندازی دینامیکی مدل (Hydrodynamic model initialization) نیز با داشتن اشباع اولیه آب (که در مدل زمین‌شناسی بدست آمده است) در نرم‌افزار اکلیپس انجام می‌شود.

۳- تطابق تاریخچه (History matching)

به منظور بررسی کیفیت تطابق تاریخچه، برای مثال “دبی نفت بدست آمده از مدل شبیه‌سازی و داده‌های واقعی” را با یکدیگر مقایسه می‌کنیم:

۴- استراتژی توسعه میدان

پس از حصول یک تطابق تاریخچه خوب، حال نوبت به یافتن استراتژی توسعه مخزن می‌رسد. در حقیقت هدف از شبیه‌سازی، پیش‌بینی رفتار مخزن در آینده است و اکنون باید چندین سناریو را شبیه‌سازی کنیم تا متوجه شویم که کدامیک بهتر هستند.

برای مثال ممکن است که برای یکی از سازندهای یکی از میادین سناریوهای زیر در نظر گرفته شود:

• تولید در حالت مبنا (Base line): در این حالت هیچ کاری روی میدان انجام نمی‌دهیم.
• تولید حالت مبنا + بهینه سازی + فرازآوری مصنوعی: در این حالت مثلا چاه‌های موجود را بهینه‌سازی می‌کنیم. به عنوان مثال ممکن است که لوله مغزی را بهینه کنیم تا چاه بتواند تولید طبیعی داشته باشد. یا اینکه ممکن است به منظور کاهش water cut، عملیات تعمیری انجام دهیم.
• حفاری چاه جدید: حفاری چاه‌های میانی (Infill drilling) عمودی به منظور دستیابی به نفت باقیمانده در میدان
• حفاری چاه افقی + فرازآوری مصنوعی
• تزریق آب: حفر چند چاه تزریقی جهت جابجایی نفت باقیمانده و همچنین دفع آب اضافی تولید شده

نکته: اگر فرض کنیم که ضریب بازیافت (Recovery factor) اولیه میدان ۱۴ درصد است، هر کدام از سناریوهای ذکر شده منجر به افزایش ریکاوری به مقدار مشخصی می‌شوند. مثلا ممکن است که سناریوی “حالت مبنا” ضریب بازیافت را ۶ درصد افزایش دهد. سناریوی “تولید جالت مبنا + بهینه سازی + فرازآوری مصنوعی” ضریب بازیافت را ۶ درصد دیگر افزایش دهد و … 

در فرایند شبیه‌سازی سناریوهای تولیدی، پارامتر target production plateau بسیار مهم است. برای مثال ممکن است برای یک میدان در حدود ۸۰ هزار بشکه نفت در روز باشد.

همچنین یافتن مکان بهینه حفاری چاه‌ها نیز بسیار بسیار مهم است.

بعد از اجرای سناریوها در شبیه‌سازی، ممکن است که در یک میدان سناریوی تزریق آب به همراه اجرای فرازآوری مصنوعی منتج به بیشترین ریکاوری شود.