Численный анализ пор

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 12632 (2023) Цитировать эту статью

451 Доступов

Подробности о метриках

Закачка газа путем закачки \(\text{CO}_{2}\) обычно выполняется для достижения оптимальной добычи нефти из подземных залежей углеводородов. Однако заводнение смешиванием, которое является наиболее эффективным способом достижения максимальной нефтеотдачи, подходит не для всех пластов из-за проблем с поддержанием давления. В этих обстоятельствах процесс, близкий к смешиванию, может быть более практичным. В данном исследовании основное внимание уделяется вытеснению близко смешивающейся \(\text{CO}_{2}\)-нефти в масштабе пор с использованием доступных литературных критериев для определения эффективной близкосмешивающейся области. Впервые для изучения поведения \(\text{CO}_{2}\)–нефти на границе нижнего давления указанной области объединены два отдельных численных подхода. Первый из них, модуль «Фазовое поле», был реализован для отслеживания движения жидкостей в процессе вытеснения \(\text{CO}_{2}\)–Нефть с применением уравнения Навье–Стокса. Далее следует модуль TDS, который учитывает эффект массопереноса \(\text{CO}_{2}\) в нефтяную фазу путем объединения классического закона Фика с границей раздела жидкостей для отслеживания изменения \(\text{CO} _{2}\) коэффициент диффузии. Чтобы лучше понять механизм нефтеотдачи в масштабе пор, качественный анализ показывает, что граница раздела смещается в обходную нефть из-за низкого межфазного натяжения в почти смешивающейся области. Более того, за фронтом перед основным потоком фаза \(\text{CO}_{2}\) может значительно вытеснить почти всю перешедшую нефть в нормальных порах и эффективно уменьшить ее большие количества в мелких порах. Результаты показывают, что за счет включения в моделирование механизмов массопереноса и капиллярного поперечного течения вытеснение пропущенной нефти в порах может быть значительно улучшено, что приведет к увеличению нефтеотдачи с 92 до более 98%, что сопоставимо с результате закачки смешивающегося газа. Результаты этого исследования подчеркивают важность применения процесса \(\text{CO}_{2}\)-EOR в условиях эксплуатации, близких к смешиванию.

\(\text{CO}_{2}\) Закачка газа уже давно считается популярным методом повышения нефтеотдачи, и было предложено множество подходов к оптимизации систем закачки газа1,2,3,4,5. Закачка \(\text{CO}_{2}\) уже много лет широко используется в нефтяной промышленности в качестве метода повышения нефтеотдачи6,7. Хотя увеличение нефтеотдачи на основе \(\text{CO}_{2}\) может повысить нефтеотдачу за счет снижения вязкости нефти и снижения подвижности \(\text{CO}_{2}\), оно имеет первостепенное значение для снижения выбросы газов и хранение углерода, а также приложения по улавливанию \(\text{CO}_{2}\)8,9,10. Более того, недавно были исследованы геологические \(\text{CO}_{2}\) улавливание и хранение дымовых газов в резервуарах гидратов путем помещения значительного количества \(\text{CO}_{2}\) под землю для тонн добытого углеводорода (метана), что соответствует исследованиям по достижению чистого нуля11,12.

Кроме того, был проведен анализ чувствительности для изучения влияния семи параметров пласта, а именно пористости коллектора, горизонтальной проницаемости, температуры, напряжения пласта, отношения вертикальной и горизонтальной проницаемости, капиллярного давления и остаточной газонасыщенности на геологическую емкость хранения CO2.

Обратите внимание, что обращают внимание на соотношение вертикальной и горизонтальной проницаемости или коэффициента анизотропии, в результате чего получаются следующие результаты.

Чувствительность факторов, влияющих на газоулавливающую способность CO2, снижается в ряду пластового напряжения, температуры, остаточной газонасыщенности, горизонтальной проницаемости и пористости13.

В связи с этим было проведено еще одно исследование путем объединения комплексного крупномасштабного трехмерного моделирования коллектора с использованием моделей с одинарной пористостью, двойной проницаемостью и двойной пористостью и эффективной в вычислениях методикой DACE («Проектирование и анализ компьютерных экспериментов»). проанализировать чувствительность хранения CO2 в трещиноватых водоносных горизонтах.