یک مدل نوآورانه موازنه مواد 1 بعدی برای مخازن کربناته شکافدار طبیعی اشباع نشده با معرفی شاخص رانش آشام آب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 موسسه مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی، پردیس فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 پتروپارس شرکت نفت و گاز ایران، تهران، ایران

10.22078/pr.2025.5558.3465

چکیده

تکنیک موازنه مواد (MB) عمدتاً برای تعیین حجم اولیه نفت و گاز در یک مخزن، تخمین شاخص های رانش تولید استفاده می شود، و عملکرد مخزن را تحت سناریوهای مختلف تولید پیش بینی می کند. مکانیزم های تولید اضافی مانند ریزش ثقلی و آشام آب می توانند مکانیزم های تولید غالب در مخازن شکافدار نفتی باشند که در تکنیک موازنه مواد معمولی در نظر گرفته نمی شوند. هدف این مطالعه توسعه روش متداول موازنه مواد به روش یک بعدی با در نظر گرفتن مکانیزم آشام آب به عنوان یک مکانیزم تولید موثر در مخازن کربناته شکافدار طبیعی زیر اشباع (تک فاز) با آبخوان فعال است. روش توسعه‌یافته علاوه بر داده‌های روش موازنه مواد معمولی نیاز به داده‌های مشاهده‌‌ای سطح تماس آب - نفت و حجم سنگ و سیال دارد. محاسبه سطح تماس آب – نفت و همچنین محاسبه کمی شاخص رانش آشام آب دو مزیت اصلی مدل موازنه مواد ارائه شده در این مقاله نسبت به مدلهای پیشین است. محدودیت اصلی این مدل این است که فقط قابل استفاده برای سیستم تک فاز است.
یک کد فرترن بر اساس روش جدید موازنه مواد یک بعدی توسعه داده شد خروجی این کد سطح تماس آب – نفت، فشار میانگین مخزن و شاخص‌های رانش تولید است. این کد با موفقیت بر روی یک مخزن واقعی اعمال شد. نتایج مدل توسعه‌یافته با مقایسه با نتایج شبیه‌سازی عددی برای میدان KHZ_A اعتبارسنجی شد. ضریب تعیین (R2) برای داده‌های فشار متوسط مخزن برابر با 0.987 و برای داده‌های سطح تماس آب – نفت برابر با 0.97 بدست آمد که نشان دهنده تطابق بسیار خوب بین نتایج مدل موازنه مواد و شبیه ساز مخزن است. همچنین با توجه به نمودار انرژی در پایان دوره پیش بینی مشخص شد بیش از 60 درصد از انرژی مخزن برای تولید نفت توسط مکانیزم رانش آشام آب تامین می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

An innovative 1-D material balance model for undersaturated naturally fractured carbonate reservoirs by introducing water imbibition drive index

نویسندگان [English]

  • Rahim Nazarinia 1
  • Negin Rahmati 2
1 Institute of Petroleum Engineering, School of Chemical Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Petropars Ltd., Oil and Gas Company, Tehran, Iran
چکیده [English]

The material balance (MB) technique has proven to be a dependable and straightforward method for evaluating reservoir performance. It is primarily used to determine the initial volumes of oil and gas in a reservoir, estimate production driving indexes (such as gas cap drive, solution gas drive, rock and water expansion drive, and aquifer water drive), and predict reservoir performance under various production scenarios. These applications are mainly relevant to conventional reservoirs. Conversely, naturally fractured carbonate reservoirs (NFRs), which account for a significant portion of the world's established oil reserves, are typically dual porosity systems with distinct matrix and fracture porosity characteristics. It is well-known that additional production mechanisms, such as Gravity Drainage (in gas-invaded zones) and Water Imbibition (in water-invaded zones), can be predominant in oil fractured reservoirs, which are not considered in the conventional material balance technique. This study aims to extend the traditional (zero-dimension) MB method to a 1-D MB method by incorporating water imbibition as a key production mechanism in undersaturated NFRs with an active aquifer. A FORTRAN code based on the new 1-D MB method was developed and successfully applied to a real field case. The results of the developed model were validated by closely matching the results of detailed numerical simulation. The coefficient of determination (R²) was found to be 0.987 for the average reservoir pressure data and 0.97 for the water-oil contact data, indicating a very good match between the results of the material balance model and the reservoir simulator. Furthermore, based on the energy plot at the end of the prediction period, it was determined that more than 60% of the reservoir's energy for oil production is provided by the water imbibition drive mechanism.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Material Balance
  • Fractured Reservoirs
  • Dual Porosity Systems
  • Imbibition Drive Index
  • One-Dimensional Material Balance