ارائه یک روش ‌تحلیلی جدید به‌منظور مدیریت تخصیص آب به چاه‌های تزریقی در پروژه‌های سیلاب‌زنی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی نفت، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده

یکی از چالش‌های عمده صنایع نفت و گاز، تولید آب می‌باشد که باعث بروز مشکلات زیست‌محیطی، عملیاتی و اقتصادی فراوانی می‌شود. از جمله عوامل تولید آب ناخواسته، آب ناشی از تزریق در فرآیندهای سیلاب‌زنی می‌باشد که میزان آن در اثر برنامه تزریق نامناسب و عدم مدیریت افزایش می‌یابد. بنابراین عملیات سیلاب‌زنی باید به‌ گونه‌ای مدیریت شود تا میزان ضریب بازیافت و کارایی جاروب افزایش ‌یافته و به‌ تبع آن میزان تولید تجمعی آب کاهش ‌یافته و نفت بیشتری در چاه تولید شود. از جمله عوامل مهم در تصمیم‌گیری و مدیریت سیلاب‌زنی مخازن نفتی، مدیریت تخصیص آب می‌باشد. مدیریت تخصیص به این معناست که به هر چاه تزریقی که ارتباط بهتری با چاه تولیدی با تولید نفت بالا و تولید آب کم دارد، آب بیشتری جهت تزریق اختصاص یابد. پیوستگی بین چاه‌های تزریقی و تولیدی پارامتری بسیار مهم می‌باشد که مدیریت تخصیص آب را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این پارامتر مشخص می‌کند که چگونه یک چاه تزریقی و تولیدی با یکدیگر ارتباط دارند. روش‌های مختلفی برای محاسبه این پارامتر ارائه‌ شده است که در این ‌بین روش ظرفیت-مقاومت اخیراً مورد توجه مهندسین قرار گرفته است. در این روش، مخزن، مشابه سیستمی فرض می‌شود که محرکی از بیرون دریافت می‌کند (نرخ تزریق) و عکس‌العملی (نرخ تولید) از خود نشان می‌دهد. در معادلات این روش، دو دسته پارامتر اصلی (مجهول) وجود دارند. دسته اول ثوابت زمانی و دیگری ضرایب وزنی می‌باشند. با استفاده از تاریخچه تولید چاه‌ها، پارامترهای مجهول به‌دست می‌آیند. پس از یافتن مجهولات، میزان تولید سیال پیش‌بینی ‌شده است. سپس با تعریف شاخص جدیدی تحت عنوان شاخص مؤثر تولید نفت الگوریتمی جدید برای محاسبه کسر آب تزریقی اختصاص‌یافته به هرکدام از چاه‌های تزریقی ارائه ‌شده است و این الگوریتم جدید با بهبود تخصیص آب به چاه‌های تزریقی، باعث افزایش تولید تجمعی نفت و کاهش تولید تجمعی آب شده است
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

New Analytical Method for Improving Water Allocation Management in Water Flood Projects

نویسندگان [English]

  • Ali Cheperli
  • Yousef Rafiei
Department of Petroleum Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

Water production is one of the big challenges of oil and gas recovery. This excessive water production is a significant operational, economic and environmental problem. One of the main causes of water production is an improper water injection plan. Thus, the waterflood projects should be managed in a manner to delay the water breakthrough in producers as much as possible, and as a result improves sweep efficiency and increases the oil recovery. One of the proposed new approaches to an efficient waterflood project is the Water Allocation Management (WAM). Water allocation management aims to inject the water in a manner that increases the total oil recovery for a given volume of water. The good injectors are thus those which support the good producers. Inter-Well Connectivity of producers and injectors is an important parameter that affects the efficiency of allocation management in waterflood projects. Inter-well connectivity determines how effectively injection and production wells are connected to each other. One of the methods recently employed by petroleum engineers to measure this parameter is the Capacitance-Resistance Model (CRM). CRM assumes the reservoir as a system which gets an input signal (injection rate) and responses by an output signal (production rate). By analyzing these behaviors, a series of equations are written to correlate the output and input signals. In these equations, there are two main unknown parameters. The first one is the time constants and the second is the weight factors (well connectivity parameters). These parameters can be determined by history-matching the production/injection rates. After finding the unknown parameters, by employing the weight factors and the water cut from production wells, a new analytical algorithm is presented to calculate the allocated factor for each injection wells to improve waterflooding in order to increase the cumulative oil production and reduce the cumulative water production.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Waterflooding
  • Water Allocation Management
  • Capacitance-resistance Model
  • Inter Well Connectivity
  • Effective Oil Production Index

[1]. Hibbeler J. C. and Rae P. J., “The environmental benefits of reducing unwanted water production,” SPE Asia     Pacific Health, Safety and Environment Conference and Exhibition, Kuala Lumpur, Malaysia, 2005.##

[2]. Albertoni A. and Lake L. W., “Inferring interwell connectivity only from well-rate fluctuation in waterfloods,” SPEREE, Vol .6, No. 1, pp. 6-16, 2002.##

[3]. Yousef A. A., Gentil P. H., Jensen J. L. and Lake L. W., “A capacitive model to infer interwell connectivity from production and injection-rate fluctuation,” SPEREE, Vol. 9, No. 5, pp. 630-646, 2005.##

[4]. Sayarpour M., Zuluaga E., Kabir C. S. and Lake L.W., “The use of capacitive resistive model for rapid estimation of waterflood performance,” SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Anaheim, California, 2007. ##

[5]. Liang X., Weber D. B., Edgar T. F., Lake L. W., Sayarpour M. and Yousef A. A., “Optimization of oil production based on capacitive model of production and injection rates,” Hydrocarbon Economics an Evaluation Symposium, Dallas, Texas, 2009.##

[6]. Sayarpour M., Kabir C. S. and Lake L. W., “Field application of capacitive-resistive models in waterfoods,” SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Denver, Colorado, 2009.##

[7]. Delshad M., Bastami A. and Pourafshari P., “The use of capacitive-resistive model for estimating of fracture distribution in the hydrocarbon reservoir,” SPE Saudi Arabia Section Technical Symposium, Khobar, Saudi Arabia, 2009.##

[8]. Lee K. H., Ortega A., Ghareloo A. and Ershaghi I., “An active method for characterization of flow units between injection/production wells by injection-rate design,” SPEREE., Vol.14, No. 4, pp. 433-445.##

[9]. Can B. and Kabir C. S., “Simple tools for forecasting waterflood performance,” SPE Annual Technical Conference and Exhibition, San Antonio, TX, 2012.##

[10]. Zhang Z., Li H. and Zhang D., “ Water flooding performance prediction by multilayer capacitance-resistive models combined with the ensemble Kalman filter,” J. Pet. Sci. Eng., Vol. 127, pp. 1-19, 2015.##

[11]. Eshraghi S. E., Rasael M. R. and Zendehboudi S., “Optimization of miscible CO2 EOR and storage using heuristic methods combined with capacitance/resistance and Gentil fractional flow models,” J. Nat. Gas Sci. Eng., Vol. 32, pp. 304– 318##

[12]. Rafiei Y., “Improved oil production and waretflood performance by water allocation management,” Ph.D Thesis, Heriot Watt university, Edinburgh, Scotland, 2014. ##