تبلیغات
دانشجویان مهندسی نفت خوزستان - چاه آزمایی
دانشجویان مهندسی نفت خوزستان

لینکدونی

آرشیو موضوعی

آرشیو

لینکستان

← آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :

چاه آزمایی

به محض حفر یك چاه در درون مخزن و آغاز استخراج سیال درون آن، تغییراتی در پارامتر‌های مخزنی مانند فشار، حجم سیال درون مخزن، گرانروی سیال و... ایجاد می‌شود. تغییر پارامتر‌های مخزن باعث تغییر رفتار مخزن مانند چگونگی فاز‌های سیال(مایع و گاز) درون مخزن، در نتیجه چگونگی فازهای سیال استخراج شده، میزان دبی و... می‌شود.

 

برای خواندن متن کامل مقاله به ادامه مطلب بروید .

به محض حفر یك چاه در درون مخزن و آغاز استخراج سیال درون آن، تغییراتی در پارامتر‌های مخزنی مانند فشار، حجم سیال درون مخزن، گرانروی سیال و... ایجاد می‌شود. تغییر پارامتر‌های مخزن باعث تغییر رفتار مخزن مانند چگونگی فاز‌های سیال(مایع و گاز) درون مخزن، در نتیجه چگونگی فازهای سیال استخراج شده، میزان دبی و... می‌شود.
بنابراین با گذشت زمان و ادامه‌ی برداشت از مخزن، رفتار مخزن تغییر می‌كند. در واقع پارامترهای مخزن به نوعی تابع زمان هستند. عملیات چاه آزمایی (Well Testing) تجزیه و تحلیل رفتار مخزن و چاه بر اساس زمان است؛ نتایج حاصل از آن می‌تواند تأثیر زیادی در تشخیص مقادیر واقعی پارامترهای مخزنی داشته باشد، از این رو چاه آزمایی یكی از مهم‌ترین ابزار‌های مهندسان برای شناخت مخزن نفت محسوب می‌شود. به دست آوردن مقدار واقعی این تغییرات نقش عمده‌ای در ایجاد یك مدل دقیق و به روز از مخزن دارد.
در سال‌های 1950، چاه آزمایی به عنوان ابزاری برای شناخت رفتار واقعی مخزن در قبال تغییرات ایجاد شده‌ی درون چاه، وارد مهندسی نفت شد. مخزن نفت محیطی ناشناخته و بسیار ناهمگن است كه تشخیص دقیق آن عملاً امكان پذیر نیست. با توجه به ویژگی‌های كلی مخزن، مدل‌های ریاضی اولیه‌ای برای تفسیر رفتار مخزن و چگونگی حركت سیال در درون محیط‌های متخلخل مختلف از جمله محیط متخلخل مخازن شكافدار، وجود دارد. این مدل‌ها كه اصطلاحاً مدل‌های ایده‌آل گفته می‌شوند، تا اندازه‌ای توانایی پیش‌بینی رفتار واقعی مخزن را دارند. پارامتر‌های مدل را باید پس از تطبیق با رفتار مخزن اصلاح كنند، تا رفتار مدل، رفتار واقعی مخزن را نشان دهد.
پس از انجام هرتست، روی مخزن واقعی، اطلاعات فشار و زمان را روی نمودارهایی (مختصات لگاریتمی، شبه لگاریتمی یا دكارتی) پیاده كرده و آن را بر اساس نمودار‌های مدل‌های اولیه تفسیرمی‌كنند و اطلاعاتی مانند نوع رژیم جریان(خطی، شعاعی، كره‌ای)، مساحت مخزن و... غیره را به‌دست آورند.

درحدود سال‌های 1970به بعد، محققین با ارائه كردن نمودارهای مدل (Type curves) فشار در برابر زمان، به تشخیص حالت‌های كلی شكل مخزن پرداختند كه در تفسیر نمودارهای چاه‌آزمایی نقش بسیار زیاد و مهمی دارند.
نمودار‌های مدل نسبت به روش قبلی، جزئی تر و دقیق‌تر بوده و حالت‌های بیشتری را نشان می‌دهند، از این رو برای مهندس نفت این امكان ایجاد می‌شود كه با اخذ اطلاعات مخزن و پیاده كردن داده‌های مربوط به آزمایش روی نمودار، نمودار بدست آمده از مخزن واقعی را با نمودارهای مدل
(Type curves) منطبق كرده و براساس آن پارامترهای دیگر مهندسی مخزن (نفوذ‌پذیری، ضریب پوسته و....) را به دست ‌آورد، و یا درحالت عدم انطباق كامل با نمودار‌های مدل، برخی از پارامترهای نمودار مدل را تغییر داده تا بهترین نمودار بیان‌كننده‌ی حالت واقعی مخزن را شناسایی كند.
پس از این برای افزایش دقت، روش استفاده از نمودارهای مشتق ( نمودار مشتق فشار در برابر زمان ) ارائه شد. در واقع نمودار‌های مشتق نیز یك نوع نمودار مدل هستند كه محاسبات مهندسی بر اساس آن‌ها بیشتر، در تأیید و تكمیل نتایج بدست آمده از نمودارهای مدل(Type curves) معمولی بكارمی‌رود. امروزه روش‌های مدرن‌تری درحال گسترش می‌باشند كه Deconvolution نامیده می‌شوند.

دركشورما به دلیل اهمیت داشتن تولید روزانه، بستن چاه به مدت دو یا سه روز برای انجام تست تا حدود زیادی امكان‌پذیر نیست و یا خیلی سخت است به‌همین دلیل مجهز كردن چاه‌ها به سیستم‌های هوشمند (چاه هوشمند) برای ثبت فشار و زمان و دبی تولید می‌تواند تا حدودی ما را از عملیات چاه‌آزمایی بی‌نیاز كند.
یكی از نكات جالب درمورد چاه‌آزمایی این است كه با استفاده از اطلاعات سه متغیر زمان، فشار و دبی تولیدی یا دبی تزریقی، اكثر پارامترهای مهندسی مخزن نظیر نفوذپذیری، ضریب پوسته، سطح تخلیه چاه (حجم مؤثر درتولید چاه، به بیان دیگر حجمی از مخزن كه توسط هر چاه تخلیه می‌شود)، نوع مخزن (ساده یا تركیبی) را به ‌دست می‌آورند.



مفاهیم مورد نیاز چاه آزمایی

نفوذپذیری یا تراوایی Permeability)
توانایی سنگ برای عبوردهی سیالی (با گران‌روی مشخص و در فشار مشخص) از درون خلل و فرج خود را Permeability می‌گویند. نفوذ پذیری مطلق تنها به خصوصیات سنگ بستگی دارد، اما نفوذپذیری نسبی علاوه برخصوصیات سنگ، به خصوصیات سیال و درصد اشباع(سنگ از سیال) نیز بستگی دارد.


پوسته:Skin
فاصله نزدیك چاه كه به دلیل عواملی،خواص فیزیكی خود را از دست داده باشد. این عوامل می‌تواند ورود آب از گل حفاری به داخل سازند یا عوارض حاصل از مشبك كاری (سوراخ كردن) و هم‌چنین آزادشدن گاز نزدیكی چاه، به دلیل افت فشار و هم‌چنین رسوب آسفالتین(نوعی نفت بسیار سنگین با گرانروی بسیار بالا) می‌تواند باشند. مقدار پوسته را با یك ضریب به اسم ضریب پوسته نشان می‌دهند.


حركت سیال درون محیط متخلخل
پس‌ از اكتشاف مخزن نظارت مهندسین مخازن آغاز شده و با بررسی ساختار فضایی مخزن شروع به عملیات حفاری در نقاط بهینه و مشخص شده‌ی مخزن می‌كنند. پس از تكمیل چاه، حركت سیال به سمت چاه و تولید از مخزن آغاز می‌شود.
درك چگونگی نمودارهای چاه‌آزمایی، نیازمند شناخت كمی و كیفی حركت سیال در محیط متخلخل است. ازاین رو سه ‌نمونه حركت خطی(Linear)، شعاعی(Radial)، كروی(Spherical) برای سیال درون مخزن پیش‌بینی شده است .


با استفاده از روابط قانون پایستگی جرم (كه بیان می‌كند؛ جرم به‌وجود نمی‌آید و از بین هم نمی‌رود) و هم‌چنین قانون دارسی (كه بیان‌كننده ارتباط میان سرعت خطی و گرادیان فشار(آهنگ تغییرات فشار بر حسب كم و یا زیاد شدن فاصله) می‌باشد)، مدل سازی ریاضی حركت سیال در محیط متخلخل در هر یك از سه سیستم فوق به دست می‌آید كه البته در به دست آوردن این معادلات تعداد فاز(جامد، مایع، گاز) و نوع سیال موجود درمخزن نیز تأثیرگذاراست.


مرزهای مخزن
از مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار درحل مدل ریاضی حركت سیال در محیط متخلخل نوع مرزهای مخزن است.
به دیواره‌ی چاه مرز داخلی گفته می‌شود، دورترین نقطه‌ی مخزن و به بیان دیگر حاشیه‌ی مخزن را مرز بیرونی مخزن می‌گویند.

مرز داخلی: كه به دوصورت می‌باشد:

-1 تولید با فشار جریانی ثابت
در این روش فشار را ثابت نگه می‌داریم و دبی تغییر می‌كند كه راحت‌تر از روش دبی ثابت است.در این روش از Gauge هایی استفاده می‌شود كه می‌توانند دبی برداشت را تغییر دهند. در مخازنی كه خطر مخروطی شدن گاز یا آب وجود دارد، برای پیشگیری از وقوع این خطر، بیشتر از این روش استفاده می‌شود تا فشار مخزن تا حد زیادی حفظ شود.

-2تولید با دبی جریانی ثابت
در این روش دبی جریان را با استفاده ازیك شیر(choke) كه معمولا در مقابل محدوده‌ی مخزن و محلی كه لوله‌ی جداری(Production casing) مشبك كاری قرار می‌دهند، ثابت نگه می‌دارند.


مرز بیرونی:كه به سه صورت می‌باشد:
چنان‌كه گفته شد مرز بیرونی به دورترین نقطه‌ی مخزن گویند، جریان سیال در ماقبل این مرز وجود دارد و در این مرز جریانی نخواهیم داشت.
مرز بیرونی نیز به سه صورت توضیح داده می‌شود.

-1 برای مخازن محدود كه حجم مشخصی دارند، در مرز بیرونی افت فشار داریم.
-2 برای مخازنی كه همراه با تأمین‌كننده قوی، نظیر محیط آبده یا كلاهك گازی با فشار بالا هستند كه اجازه كاهش فشار را درسطح بیرونی مخزن نمی‌دهند، فشار درسطح بیرونی را برابر با فشار اولیه مخزن می‌گیرند، به بیان دیگر افت فشار نداریم.
-3 حالتی كه مصرف ریاضی دارد، یعنی آن‌قدر مخزن را بزرگ فرض می‌كنیم كه با میل كردن شعاع بیرونی به سمت بی‌نهایت، فشار برابر با فشار اولیه مخزن می‌شود و افت فشار نخواهیم داشت


انواع تست‌های رایج
پس ازاین‌كه به‌طوركیفی متوجه شكل مخزن ونوع حركت سیال آن شدیم باید كمی درمورد چگونگی انواع آزمایش‌هایی كه برروی چاه انجام می‌گیرد توضیح دهیم.







انواع تست‌هایی كه برروی چاه‌های نفت انجام می‌شوند عبارتند از:


Drawdown Test
Multiple Flow Tests
Reservoir Limit Test
Build up Test
Injection Build up or Full Off Test
Multiple Well interferences
Drill stem Tests

هم‌چنین تست‌های زیربرای مخازن گازی انجام می‌گیرد:


Back Pressure or flow after flow
Isochronal test
Modified Isochronal test

امروزه از Well test moduleنرم‌افزارهای Pan-System، CMG، Eclipse برای تحلیل اطلاعات حاصل از انجام تست‌های چاه استفاده می‌شود.


تشریح كیفی بعضی از تست‌ها


-1 تست build up:ساخت فشار
شرح این تست به این صورت است كه چاهی كه با یك دبی ثابت و مشخص تولید می‌كند را به‌طوركامل می‌بندند (عملاً تولید آن را متوقف كنیم) و سپس با یك ثبت‌كننده فشار، فشار ته چاه را اندازه‌ گرفته و آن را براساس زمان ثبت می‌كنند. با پیاده كردن مقادیر فشار و زمان بر روی نمودارهرنر (Horner) می‌توان نفوذپذیری، ضریب پوسته و فشار اولیه مخزن را بدست آوریم. البته لحاظ كردن زمان تولید قبل از تست نیز ضروری می‌باشد.مدت زمان بستن چاه بین 2 تا 3 روز است تا فشار در تمام قسمت‌های مخزن تقریبا یكی شود.


drawdown testتست كاهش فشار
در تست drawdown عكس تست build up عمل می‌شود، به گونه‌ای كه چاه بسته را با دبی ثابت برای تولید بازكرده و سپس با ثبت اطلاعات فشار و رسم نمودار داده‌های فشار در برابر زمان و آنالیز این نمودار، می‌توان مقادیر نفوذپذیری، ضریب پوسته، شكل مخزن و سطح تخلیه‌ی آن را به‌ دست آورد.این تست معمولا بلافاصله بعد از تست Build up ،كه در طی آن چاه بسته است، انجام می‌شود.

در چاه‌آزمایی معمولی با داشتن خروجی (داده‌های فشار) و ورودی (دبی جریان)، برای به‌ دست آوردن سیستم مخزن (مقصود تمام خصوصیات مخزن شامل شكل مخزن، شكافدار یا غیر شكافدار بودن و...،است ) تلاش می‌شود .

در روش Convolution ابتدا یك سیستم برای مخزن حدس می‌زنیم و با استفاده از داده‌های ورودی، داده‌های خروجی را به‌دست می‌آوریم. این داده‌ها با داده‌های خروجی واقعی مقایسه می‌شوند و آن‌قدر سیستم را تغییر می‌دهند تا بهترین تشابه(Match) بین خروجی حاصل از محاسبه و خروجی‌های واقعی به‌دست آورند و آن سیستم را سیستم مخزن لحاظ می‌كنند.
در روش Deconvolution سیستم مخزن را حدس نمی‌زنیم اما با گزاردن محدودیت‌هایی برای سیستم، خروجی‌ها را به‌دست آورده و بعد از مقایسه با خروجی‌های واقعی می‌توان سیستم مخزن را به‌دست آورد.


DST تست ساق مته
Drill stem test تست معمول و رایجی است كه بیشتر مورد استفاده‌ی مهندس بهره‌برداری می‌باشد. این تست معمولاً بعد از عملیات حفاری انجام می‌شود.
در این تست دستگاه Drill stem را روی لوله حفاری می‌بندند. در پائین آن یك شیر كنترل قراردارد كه هنگام پایین آمدن بسته است. دستگاه را به پائین چاه می‌فرستند درحالی كه فشار داخل لوله خیلی كمتر از فشار هیدروستاتیك گل می‌باشد. پس از آن‌كه دستگاه درمقابل مخزن قرارگرفت Packer (جداری‌ای لاستیكی كه پس از باز شدن، فضای بین لوله و لوله‌ی جداری را مسدود می‌كند) را بازكرده تا فشار ستون گل را از روی مخزن بردارند و هم‌زمان شیر كنترل ورودی Drill Stem را بازمی‌كنند تا سیال وارد شود. پس از زمانی معین ، شیر را می‌بندند ودر تمام این مدت داده‌های فشارو زمان را ثبت می‌كنند این عمل باز و بسته كردن شیر را چندین بار انجام می‌دهند تا سیال تولیدی، همان سیال مخزن شود و عملاً جواب تست بهبود یابد. درواقع می‌توان گفت DST مجموعه چند تست drawdown و Build Up پیاپی می‌باشد.


برای دست یافتن به شرح كامل مباحث و تست های چاه آزمایی می توانید به كتاب های زیر مراجعه كنید:

● C. S. Matthews and D. G. Russell, Pressure Buildup and Flow Test in Wells (1967(
● Robert Earlougher, Advances inWell Test Analysis (1977)
● John Lee, Well Testing (1982)
● M. A. Sabet, Well Test Analysis (1991)
● Roland Horn, Modern Well Test Analysis (1995

درباره وبلاگ

دانشجویان مهندسی نفت خوزستان
دانشجویان نفت خوزستان





دانشجویان نفت خوزستان

وبلاگ
SEO Stats powered by MyPagerank.Net
مدیر وبلاگ : admin

آخرین پست ها

جستجو

نویسندگان

مترجم سایت