به طور مثال برای سیستم نفت-آب، اگر آب، فاز تر کننده باشد، آنگاه:
(۱-۶)
نتایج آزمایشگاهی نشان داده است که فشار موئینگی را می توان بر حسب تابعی از درجه اشباع شدگی یکی از فازها بیان کرد [۳]، یعنی:
(۱-۷)
۱-۳- خواص سیال مخازن
چگالی عبارت است از وزن واحد حجم در دمای معین. وزن مخصوص عبارت از وزن واحد حجم مایع به وزن واحد حجم آب در دمای معین [۲].
گرانروی[۱۴] یکی از ویژگی های فیزیکی است که نشانگر ترکیب شیمیایی یک نمونه روغن است. گرانروی ترکیبات پارافینی بیش از آروماتیک است. گرانروی مطلق معیاری برای اندازه گیری مقاومت در برابر جریان سیال است و واحد آن پویز[۱۵] است که اندازه گیری آن دشوار است [۲].
۱-۳-۱- فشار مخزن
سیال درون سنگ مخزن تحت درجه ای از فشار قرار دارد که فشار مخزن نامیده می شود. این فشار تابع عمق مخزن است. دو نوع فشار تعریف می شود: فشار هیدرواستاتیکی[۱۶] و فشار زیر بار[۱۷] (برای اطلاعات بیشتر به [۲] رجوع شود).
۱-۳-۲- دمای مخزن
با توجه به اینکه هسته زمین مذاب است، دما با افزایش عمق زمین زیاد می شود. دمای مخزن در عمق D با رابطه زیر بدست می آید:
(۱-۸)
که در این رابطه:
دمای مخزن در عمق D.
دمای متوسط سطح زمین و D عمق مخزن است. افزایش دما به ازا هر ۱۰۰ فوت عمق حدود ۶/۱ درجه فارنهایت است [۲].
۱-۴- معادله دارسی[۱۸]
حرکت سیال در محیط متخلخل با محیط غیر متخلخل تفاوت دارد. حرکت سیال در محیط متخلخل نخستین بار توسط هنری دارسی (Henry Darcy ) هیدرولوزیست فرانسوی بر روی فیلتر های ماسه ای آب بررسی شد. وی معادله ای تجربی در سال ۱۸۵۶ به دست آورد که معادله دارسی نامیده شد.
معادله پیسنهادی دارسی برای عبور جریان آب از درون یک محیط متخلخل به صورت زیر بیان شد:
که در این رابطه، q دبی جریان آب بر حسب سانتی متر مکعب بر ثانیه، A سطح مقطع عمود بر جریان، و به ترتیب فشار آب ورودی و خروجی مخزن می باشد. و L طول محیط متخلخل است. C ضریب ثابت است که بستگی به تراوایی محیط متخلخل نسبت به سیال دارد.
معادله دارسی برای عبور جریان سیالات نفتی در مخازن با شرایط زیر درست است.
منافذ سنگ به وسیله یک نوع سیال پر شده باشد. (نفوذپذیری مطلق)
جریان یکنواخت (Steady State) باشد.
دما ثابت باشد.
جریان سیال آرام باشد.
جریان سیال خطی و افقی باشد.
گرانروی سیال ثابت باشد [۲].
۱-۵- سیالات موجود در مخزن
۱-۵-۱- آب مخزن
آب در مخزن به دو صورت، زیر لایه های نفت زا که تمام حجم حفره های مخزن را پر می کند و آب همراه نفت که در جداره حفره های لایه نفت زا قرار دارد، وجود دارد.
۱-۵-۲- نفت مخزن
نفت موجود در حفره های لایه های نفت زا با مقداری گاز حل شده و آب همراه است
۱-۵-۳- گاز مخزن
گاز در مخزن به دو صورت حل شده در نفت و یا به صورت آزاد در بالای کلاهک مخزن موجود است. هرچه فشار بیشتر و دما کمتر باشد حلالیت گاز در نفت بیشتر است.
۱-۵-۴- انرژی مخزن
وجود نفت، گاز و آب در یک مخزن به تنهایی ارزش برداشت از مخزن را تعیین نمی کند بلکه نیروهایی که باعث رانش این سیالات به سطح زمین می شود نیز اهمیت ویژه ای دارد. عواملی که باعث جریان سیال از یک نقطه در مخزن به محفظه ی چاه تولیدی می شوند، عبارتند از: گرادیان فشار ، نیروی ثقل و نیروی موئینگی [۲].
۱-۶- برداشت نفت از مخازن
برداشت نفت از مخازن به سه روش زیر انجام می شود:
رانش های طبیعی[۱۹]
رانش های مصنوعی[۲۰]
بازیافت ثانوی[۲۱]
۱-۶-۱- رانش های طبیعی
در این حالت انرزی موجود در سیالات مخزن (که با فشار آن ارتباط دارد) در حدی است که با نیروی طبیعی از مخزن به سطح زمین رانده می شود.
۱-۶-۲- رانش مصنوعی
اگر انرزی مخزن جهت برداشت کافی نباشد به کمک پمپ نفت از مخزن بیرون رانده می شود.
۱-۶-۳- بازیافت ثانوی
یک مخزن به دلایل گوناگون ممکن است با تولید بخش کوچکی از نفت درون آن، انرژی لازم جهت رانش طبیعی را از دست بدهد مانند برداشت غیراصولی، بی توجهی در امر نگهداری فشار چاه و نداشتن شناخت کافی از شرایط مخزن. در چنین شرایطی جهت بازیافت باقیمانده نفت با تزریق گاز یا آب به مخزن برداشت دوباره امکان پذیر است. برداشت نفت پس از احیای انرژی مخزن بازیافت دوم نامیده می شود [۲].
۱-۷- انواع چاه های نفت
در یک تقسیم بندی کلی چاه های نفت را می توان به دو دسته کلی چاه های متداول و چاه های غیرمتداول تقسیم بندی کرد:
۱-۷-۱- چاه های متداول[۲۲]
مکان یابی بهینه چاه ها در یک مخزن مدل شده به روش Streamlines- قسمت ۳
آخرین نظرات