بررسی المان حجمی نماینده برای تخمین پارامترهای پتروفیزیکی و دوفازی در فرآیند تزریق آب با استفاده از فیزیک سنگ دیجیتال

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی نفت، دانشگاه صنعتی امیرکبیر،تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی نفت، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

10.22078/pr.2024.5253.3332

چکیده

تعیین المان حجمی نماینده از اهمیت بالایی برخوردار است. این چالش در تعریف المان حجمی نماینده به دلیل ضرورت تعیین دقیق ویژگی‌های پتروفیزیکی نمونه‌های متخلخل، نقش بسیار حیاتی ایفا می‌کند. در این تحقیق، روش‌های فیزیک سنگ دیجیتال برای تعیین المان حجمی نماینده در نمونه‌ای ماسه‌سنگی استفاده شد. ابتدا، با استفاده از الگوریتم‌های پردازش تصویر از جمله حذف نوفه، تقسیم‌بندی و برش، 10 زیرنمونه به‌صورت منظم از نمونه اصلی استخراج شد. ویژگی‌های پتروفیزیکی و خواص جریان دوفازی آب-نفت از جمله میزان تخلخل مؤثر، تخلخل کل، پیچش، تراوایی مطلق، تراوایی نسبی، میزان نفت باقی‌مانده، بیشینه تراوایی نسبی آب و نقاط تلاقی در نمودارهای تراوایی نسبی آب و تراوایی نسبی نفت برحسب اشباع آب برای هر زیرنمونه با استفاده از پردازش تصویر و مدل‌سازی شبکه حفرات محاسبه شد. با رسم نمودارهای مختلف برای پارامترهای مختلف بر حسب اندازه زیرنمونه‌ها، المان حجمی نماینده تقریباً 6003 تعیین شد. انتخاب مناسب المان حجمی نماینده دقت مدل‌سازی و شبیه‌سازی را افزایش می‌دهد و درعین‌حال در مطالعات، هزینه و زمان را کاهش می‌دهد. این نتایج نشان می‌دهند که استفاده از روش‌های فیزیک سنگ دیجیتال برای تعیین المان حجمی نماینده جهت تحلیل‌های بیشتر اهمیت بسیار زیادی دارد. انتخاب نادرست آن ممکن است به نتایج غلط در فرایند های دینامیک مانند شبیه سازی فرایند تزریق آب در مقیاس بینجامد. در مقایسه با دیگر روش های تعیین المان حجمی، در این روش از خواص دینامیکی علاوه بر خواص استاتیکی استفاده شده است و در پایان نتایج بدست آمده برای هر خصوصیت با یکدیگر مقایسه شده است که موجب برتری این روش نسبت به سایر روش ها میباشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Analyzing the representative elementary volume for estimating petrophysical and two-phase parameters in water-flooding process using digital rock physics

نویسندگان [English]

  • Diba Memari 1
  • Javad Siavashi 2
  • Mohammad Sharifi 2
1 Department of petroleum engineering, AmirKabir University of Technology, Tehran, Iran
2 Department of petroleum engineering, AmirKabir University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

Determining the representative elementary volume is of utmost importance. This challenge of defining the representative elementary volume plays a critical role due to the necessity for precise determination of the petrophysical properties of a porous sample. In this research, digital rock physics methods were employed to determine the representative elementary volume in a sandstone sample. Initially, via image processing algorithms including denoising, segmentation, and cropping, 10 subsamples were extracted regularly from the original sample. Petrophysical and two-phase flow properties such as effective porosity, total porosity, tortuosity, effective permeability, relative permeability, residual oil saturation, maximum water relative permeability, intersection points in relative permeability curves for water and oil, as well as the average pore radius, average throat radius, and coordination number were calculated for each sub-sample using image processing and pore network modeling. By plotting various parameter curves versus sub-sample sizes, the representative elementary volume was approximately determined to be 6003. Proper selection of the representative elementary volume enhances the accuracy of modelling and simulations while supporting cost and time reduction in studies. These results demonstrate the high significance of employing digital rock physics methods for determining the representative elementary volume for further analysis.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Digital rock physics
  • Representative elementary volume
  • Two-phase flow
  • Image processing
  • Pore network modeling