%34تخفیف

مدلسازی عددی تاثیر نرخ جریان و خواص سیال بر تولید ماسه در چاههای نفت

تعداد 98 صفحه درword

كارشناسي ارشد مهندسي معدن- گرایش مکانیک سنگ

مدلسازی عددی تاثیر نرخ جریان و خواص سیال بر تولید ماسه در چاههای نفت

چكيده

حفاري چاه وتولید نفتدرمخازنماسه‌سنگیضعیف، ممکن است با تولید ماسه همراه باشد، این پدیده همه ساله هزینههای هنگفتی را به صنعت نفت و گاز وارد میکند. بررسیها نشان میدهند که عوامل زیادی بر شکست و جدا شدن دانههای ماسه از سنگ مخزن تاثیر میگذارند. یکی از این عوامل جریان سیال بوده، که نقش اصلی را نیز در حمل دانههای جداشدهو تکمیل مکانیزم تولید ماسه ایفا میکند. به منظور بررسی تاثیر پارامترهای سیال بر تولید ماسه، سنگ مخزن و جریان سیال موجود در آن به روش المان مجزا در نرم افزار PFC^3Dشبیهسازی شده است. مدلسازی مورد نظر با کدنویسی مناسب در محیط نرم افزار صورت گرفته است. کد توسعه داده شده با حل معادلات ناویر-استوکس برای جریان سیال در محیط متخلخل، نیروهای وارده از طرف سیال بر ذرات محیط را محاسبه میکند. سپس موقعیت جدید ذره با استفاده از قوانین حرکت و نیرو-جابجایی بدست میآید. نتایج بررسیهای پارامتری حاکی از آن است که، افزایش ویسکوزیته سیال باعث کاهش سرعت سیال و در نتیجه کاهشتولید ماسه میشود. برای بررسی دقیقتر ویسکوزیته و نیروی درگ لزجی، شرایط مرزی سیال به نحوی اعمال شد که سرعت سیال همواره ثابت باشد، در این شرایط مشاهده شد که ویسکوزیته با تولید ماسه رابطه مستقیم دارد. در مخازنی که سیال موجود نفت سنگین است، اگر سرعت سیال زیاد باشد احتمال تولید فاجعهبار وجود دارد. با شروع تولید ماسه، سنگ مخزن در اطراف چاه دچار سستشدگی میشود و با افزایش مقدار تولید ناحیه سست شده گسترش مییابد. تولید ماسه با فشار سیال، سرعت سیال و تنش محصور کننده محیط، رابطه مستقیم دارد. شعاع ماسهدهی در مخازن ماسه سنگی با تنش محصور کننده این سازند رابطهی معکوس دارد که باعث میشود گسترش ناحیهی سست شده در مخازن کم فشار بیشتر باشد.

کلمات کلیدی:مخزن ماسه سنگی، تولد ماسه در چاه، روش المان مجزا، نرم افزار PFC^3D

دسته: فنی و مهندسی, مهندسي مکانيک برچسب: تولد ماسه در چاه, روش المان مجزا, کلمات کلیدی:مخزن ماسه سنگی, نرم افزار PFC3D

توضیحات
نظرات (0)

فهرستمطالب

عنوان صفحه

فصل 1- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………1

1-1- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………2

1-2- معرفیتحقیق 2

1-3- اهدافتحقیق 3

1-4- ساختارپایاننامه 3

فصل 2- تولیدماسهدرچاه 4

2-1- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………..5

2-2- تولیدماسه 5

2-3- الگوهایتولیدماسه 6

2-3-1- حالتگذرا ………………………………………………………………………………………………………………………………….6

2-3-2- حالتپايدار 7

2-3-3- حالتفاجعهآمیز 8

2-4- عللشکستسنگمخزنوتولیدماسه 9

2-4-1- برهمخوردنتعادلتنشدرزمين 9

2-4-2- بهوجودآمدننيرویحرکتیتوسطسيالمتحرک 10

2-4-3- کاهشفشارمخزن 10

2-4-4- کاهشسختیسازند 11

2-4-5- ايجادخستگیدرسنگ 11

2-5- مشکلاتاحتمالیناشیازتولیدماسه 12

2-6- محاسنتولیدماسه 13

2-7- پیشینهیتحقیق 13

2-7-1- پیش‌بینیتولیدماسهبااستفادهازمشاهداتصحرایی 14

2-7-2- روشهایآزمایشگاهی 17

2-7-3- مدلهایتحلیلی 20

فصل 3- روشتحقیق 27

3-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………….28

3-2- روشالمانمجزا 28

3-2-1- اساسروشالمانمجزا 29

3-2-2- نقاطقوتوضعفروشالمانمجزا 30

3-2-3- روشالمانمجزادرPFC^3D 30

3-3- مدلجریانذره‌ایPFC^3D 31

3-4- چرخهمحاسبات 33

3-4-1- قانوننیرو-جابجایی 34

3-4-2- قانونحرکت 38

3-5- آنالیزسیالدرPFC3D 40

3-5-1- حرکتجریانسیالیاهیدرودینامیک 40

3-5-2- اندرکنشسیالوذرات 41

فصل 4- مدلسازیعددیوتحلیلنتایج 46

4-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………….47

4-2- الگوریتموکدنویسی 47

4-3- مدلسازیسه‌بعدی 49

4-4- پیاده‌سازیشرایطسیال 53

4-5- صحتسنجی 55

4-5-1- معرفیمدلآزمایشگاهی 55

4-5-2- مشخصاتمدلعددیبرایصحتسنجی 57

4-5-3- مقایسهنتایج 59

4-6- مدلسازیعددیونتایجحاصلازآن 60

4-6-1- تأثیرویسکوزیتهودانسیتهسیالبرتولیدماسه 64

4-6-2- تأثیرفشارسیالبرتولیدماسه 71

4-6-3- تأثیرنرخجریانسیالبرتولیدماسه 73

4-6-4- تأثیرفشارمحصورکننده 77

فصل 5- نتیجهگیریوپیشنهادات 80

5-1- نتیجهگیری 81

5-2- پيشنهادات 82

فهرستمراجع 83

فهرست جدول‌ها

عنوان صفحه

جدول 4-1: مشخصاتاجزایدستگاهشبیه‌سازمخزن. 56

جدول 4-2: مشخصاتماسهاستفاده‌شدهدرآزمایش. 56

جدول 4-3: نتایجآزمایشهایبدونگراول. 57

جدول 4-4: نتایجآزمایشهایباگراول. 57

جدول 4-5: مشخصاتذراتاستفاده‌شدهدرمدلعددی 58

جدول 4-6: خواصسیالاتدرنظرگرفته‌شده 65

فهرست شكل‌‌ها

عنوان صفحه

شکل2-1: تولیدماسهدرحالتگذرابرایالف) چاهگازب) چاهنفتسبکج) چاهنفتسنگین 7

شکل2-2: مکانيزمتوليدماسه. 9

شکل2-3: تخریبمناطقاطرافچاهدراثربرهمخوردنتعادلتنش. 10

شکل2-4: بهوجودآمدننیرویحرکتیتوسطسیالمتحرک. 11

شکل2-5: تأثیرتزریقوبرداشتهایمتوالیبرچاه. 12

شکل2-6: افتفشاردربرابرt_cΔدردوحالتبامشکلتولیدماسهوبدونآن. 15

شکل2-7: نتایجحاصلهازآنالیزچندپارامتری. 16

شکل2-8: نمونهمورداستفادهدرمدل‌سازیتولیدماسه. 18

شکل2-9: تنشمؤثرعمودیاطرافچاهدربرابرداده‌هایصحرایی. 19

شکل2-10: نماییازآزمایشبرایبررسیاثرقوسهایپایدار. 20

شکل2-11: مکانیزمهایتولیدماسه. 21

شکل3-1:مدلتماسدودیسکصلبدرروشالمانمجزا 29

شکل3-2:چرخهمحاسبهدرPFC^3D 33

شکل3-3: نمادگذاریبکاررفتهبرایتوصیفاتصالکره-کره 34

شکل3-4: نمادگذاریبکاررفتهبرایتوصیفاتصالکره-دیواره 34

شکل3-5: تعیینجهتعمود (نرمال) برایاتصالکره-دیواره 36

شکل3-6: نیروهایواردشدهازطرفسیالبهذراتمحیط 42

شکل3-7: تغییراتضریبدرگنسبتبهعددرینولدز 44

شکل 4-1:فلوچارتحلمساله………………………………………………………………………………………………………………….49

شکل 4-2:هندسهمخزن 50

شکل 4-3: الف)مخزنماسهسنگیبدونگراول. ب)مخزنماسهسنگیهمراهباگراولپک……………………….51

شکل 4-4:نمودارنیروهاینامتعادلکنندهدرروندشبیهسازی 52

شکل 4-5: مشبککاریجدارهچاه 53

شکل 4-6:جریانسیالدرمخزن 54

شکل 4-7:تولیدماسهدرچاه 54

شکل 4-8: محفظهشبیه‌سازمخزنهمراهبادرپوشواجزایداخلیآن 55

شکل 4-9: سوراخایجادشدهدرجدارهچاه 56

شکل 4-10: مشخصاتهندسیمدلعددیبهمنظورصحتسنجی 58

شکل 4-11: مدلدرهردوحالتباگراولوبدونگراول 59

شکل 4-12: تولیدماسهدرمدلعددی 60

شکل 4-13: مقایسهنتایجنرختولیدماسهدرمدلسازیعددیوآزمایشگاهی 60

شکل 4-14: تولیدماسهپسازاجرایکامل 61

شکل 4-15: تولیدتجمعیماسه 61

شکل 4-16: نرختولیدماسه 62

شکل 4-17: سمتراستتولیدماسهوسمتچپنیروهایتماسیدرگامهایزمانیصد،دویستوسیصدهزار 63

شکل 4-18:سمتراستتولیدماسهوسمتچپنیروهایتماسیدرگامهایزمانیچهارصد،پانصدوششصدهزار 64

شکل 4-19: تولیدماسهدرمدلهایباویسکوزیتهمتفاوت 65

شکل 4-20: نیروهایتماسیدرمدلهایباویسکوزیتهمتفاوت 66

شکل 4-21: تولیدماسهباویسکوزیتههایمتفاوت 68

شکل 4-22: نرختولیدماسهباویسکوزیتههایمتفاوت 69

شکل 4-23: تولیدماسهبرایمدلهایباسرعتسیالثابتویسکوزیتهیمتفاوت 70

شکل 4-24: نرختولیدبرایمدلهایباسرعتسیالثابتویسکوزیتهیمتفاوت 70

شکل 4-25: تولیدماسهدرمدلهایبافشارسیالمتفاوت 71

شکل 4-26: تولیدماسهدرمدلهایبافشارسیالمتفاوت 72

شکل 4-27: تولیدماسهبرایفشارهایمختلفسیال 73

شکل 4-28: نرختولیدماسهبرایفشارهایمختلفسیال 73

شکل 4-29: بردارهایسرعتسیالدرمدلهایبانرخجریانمتفاوت 74

شکل 4-30: تولیدماسهدرمدلهایبانرخجریانمتفاوت 75

شکل 4-31: نیروهایتماسیدرمدلهایبانرخجریانمتفاوت 75

شکل 4-32: تولیدماسهبراینرخهایمتفاوتسیال 76

شکل 4-33: نرختولیدماسهبراینرخهایمتفاوتجریانسیال 76

شکل 4-34: تولیدماسهبرایمدلهاییباتنشمحصورکنندهمتفاوت 77

شکل 4-35: نیروهایتماسیبرایمدلهاییباتنشمحصورکنندهمتفاوت 78

شکل 4-36: تولیدماسهبرایمدلهایباتنشمحصورکنندهمتفاوت 79

شکل 4-37: نرختولیدماسهبرایمدلهایباتنشمحصورکنندهمتفاوت 79

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “مدلسازی عددی تاثیر نرخ جریان و خواص سیال بر تولید ماسه در چاههای نفت”

امتیاز 0 از 5 از 0 دیدگاه

قیمت اصلی 35,000 تومان بود.قیمت فعلی 23,000 تومان است.

تاریخ ایجاد اسفند 4, 1399
تاریخ بروزرسانی اسفند 13, 1401
فروش 1
دیدگاه 0

شرایط استفاده از محصول

تمام محصولات به ازای پرداخت پروژه تنها قابل استفاده می باشند. این بدین معنی است که برای استفاده از یک یا چند محصول ، لازم به خرید آن محصول است.

مزایای خرید این محصول:

دسترسی به فایل به صورت همیشگی
پشتیبانی رایگان
پشتیبانی 24 ساعته محصول
بازگشت وجه در صورت عدم رضایت مشتری

مشاهده قوانین سایت