نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

تاثیر کرنش‌های خمیری بر تغییر شکل مخازن نفتی

نویسندگان
دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.
چکیده
در تحقیق حاضر تاثیر حرکت سیال بر تغییر شکل‌های خمیری و کشسان خمیری در مخازن سیال زیر سطحی با تمرکز بر مخازن نفتی بررسی شده است. این نوع از مدل‌سازی و بررسی تغییر شکل‌ها و کرنش‌های خمیری همواره از مهم‌ترین مسائل در مدیریت و توسعه صنعت نفت و مخازن نفتی است. جریان سیال در مخازن نفتی و در محیط‌های متخلخل در مقیاس‌های مختلفی مورد بررسی قرار می‌گیرد. همین امر باعث ایجاد چالش‌های متعدد در امر شبیه‌سازی مخازن در زمینه صحت، دقت و توان محاسباتی می‌شود. در همین راستا الگوی چند مقیاسی چند فیزیکی ترکیبی به عنوان الگویی کارآمد در این شبیه‌سازی اخیراً معرفی شده است. در این مقاله فرایند ارتقا الگوی فوق برای مدل‌سازی دقیق فاز جامد و همچنین اندرکنش این فاز با فاز سیال ارائه شده است. برای ارتقا الگوی ذکر شده، به یک مدل ژئومکانیکی با قابلیت شبیه‌سازی پلاستیک از یک مدل رفتاری یکپارچه برای مدل سازی رفتار مخازن استفاده شده که دارای تابع تسلیم یکپارچه است و برای حل توأمان معادلات و همگرایی از روش ضمنی استفاده می‌کند. نتایج شبیه سازی ها نشان داده که مدل رفتاری کشسان خمیری در ترکیب با الگوی ذکر شده، یک مدل قدرتمند را برای شبیه‌سازی مخازن نفتی با تغییر شکل‌های دامنه بالا ارائه می‌کند.
کلیدواژه‌ها

[1] Aarnes, J. E., Kippe, V., Lie, K. A., & Rustad, A. B. (2007). Modelling of multiscale structures in flow simulations for petroleum reservoirs. In Geometric Modelling, Numerical Simulation, and Optimization (pp. 307-360). Springer, Berlin, Heidelberg.
[2] Kanoute, P., Boso, D. P., Chaboche, J. L., & Schrefler, B. A. (2009). Multiscale methods for composites: a review. Archives of Computational Methods in Engineering, 16(1), 31-75.
[3] Zohdi, T. I. (2017). Homogenization methods and multiscale modeling. Encyclopedia of Computational Mechanics Second Edition, 1-24.
[4] Zhang, H., & Liu, H. (2014). A multiscale computational method for 2d elastoplastic dynamic analysis of heterogeneous materials. International Journal for Multiscale Computational Engineering, 12(2).
[5] Turner, A. K. (Ed.). (2012). Three-dimensional modeling with geoscientific information systems (Vol. 354). Springer Science & Business Media.
[6] Mohaghegh, S., Arefi, R., Ameri, S., Aminiand, K., & Nutter, R. (1996). Petroleum reservoir characterization with the aid of artificial neural networks. Journal of Petroleum Science and Engineering, 16(4), 263-274.
[7] Durlofsky, L. J. (2003, June). Upscaling of geocellular models for reservoir flow simulation: a review of recent progress. In 7th International Forum on Reservoir Simulation Bühl/Baden-Baden, Germany (pp. 23-27). Citeseer.
[8] Wen, X. H., Durlofsky, L. J., & Edwards, M. G. (2003). Use of border regions for improved permeability upscaling. Mathematical Geology, 35(5), 521-547.
[9] Warren, J. E., & Price, H. S. (1961). Flow in heterogeneous porous media. Society of Petroleum Engineers Journal, 1(03), 153-169.
[10] Hou, T. Y., & Wu, X. H. (1997). A multiscale finite element method for elliptic problems in composite materials and porous media. Journal of computational physics, 134(1), 169-189.
[11] Jenny, P., Lee, S. H., & Tchelepi, H. A. (2003). Multi-scale finite-volume method for elliptic problems in subsurface flow simulation. Journal of computational physics, 187(1), 47-67.
[12] Jenny, P., Lee, S. H., & Tchelepi, H. A. (2005). Adaptive multiscale finite-volume method for multiphase flow and transport in porous media. Multiscale Modeling & Simulation, 3(1), 50-64.
[13] Jenny, P., Lee, S. H., & Tchelepi, H. A. (2006). Adaptive fully implicit multi-scale finite-volume method for multi-phase flow and transport in heterogeneous porous media. Journal of Computational Physics, 217(2), 627-641.
[14] Lee, S. H., Wolfsteiner, C., & Tchelepi, H. A. (2008). Multiscale finite-volume formulation for multiphase flow in porous media: black oil formulation of compressible, three-phase flow with gravity. Computational Geosciences, 12(3), 351-366.
[15] Jenny, P., & Lunati, I. (2009). Modeling complex wells with the multi-scale finite-volume method. Journal of Computational Physics, 228(3), 687- 702.
[16] Lee, S. H., Zhou, H., & Tchelepi, H. A. (2009). Adaptive multiscale finite-volume method for nonlinear multiphase transport in heterogeneous formations. Journal of Computational Physics, 228(24), 9036-9058.
[17] Lunati, I., & Jenny, P. (2008). Multiscale finite-volume method for density-driven flow in porous media. Computational Geosciences, 12(3), 337-350.
[18] طاهری احسان، ،1393 مدلسازی چند مقیاسی حرکت نفت در محیط متخلخل تغییرشکل پذیر، پایاننامه دکتری، دانشکده عمران، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
[19] Sadrnejad, S. A., Ghasemzadeh, H., & Taheri, E. (2014). Multiscale multiphysic mixed geomechanical model in deformable porous media. International Journal for Multiscale Computational Engineering, 12(6).
[20] Taheri, E., Sadrnejad, S. A., & Ghasemzadeh, H. (2015). Multiscale geomechanical model for a deformable oil reservoir with surrounding rock effects. International journal for multiscale computational engineering, 13(6).