پژوهشگر مناطق نفت‌خیز جنوب روشی نوین برای مدل‌سازی جابه‌جایی سیالات در سنگ مخزن ارائه كرد

مقاله علمی آرمان موجودی، کارمند مدیریت تعمیر، تکمیل و خدمات فنی چاه‌های شرکت ملی مناطق نفت‌خیز جنوب و دانش‌آموخته کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر، با ارائه روشی نوین برای مدل‌سازی جابه‌جایی سیالات در شبکه حفره‌های سنگ مخزن و با کاربرد در مطالعات ازدیاد برداشت نفت، در نشریه بین‌المللی Transport in Porous Media از انتشارات Springer منتشر شد.

به گزارش میز انرژی به نقل از روابط عمومی شرکت ملی مناطق نفت‌خیز جنوب، این مقاله با عنوان «Decomposing Capillary Hysteresis: A Topology-Aware Dynamic Graphical Game for Multiphase Displacement in Pore Networks» با بهره‌گیری از نظریه بازی‌های گرافی، سازوکار جابه‌جایی چندفازی سیالات در شبکه حفره‌های سنگ مخزن را بررسی می‌کند و نقش هم‌زمان انرژی ترمودینامیکی و توپولوژی محیط متخلخل را در شکل‌گیری پدیده‌هایی مانند دام‌افتادگی نفت و هیستریزیس موئینگی مورد مطالعه قرار می‌دهد.

در این پژوهش، مدل پیشنهادی روی شش شبکه حفره‌ای بازسازی‌شده از تصاویر میکروسی‌تی ارزیابی و نتایج آن با داده‌های آزمایشگاهی مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد این روش توانایی بازتولید رفتارهای پیچیده جابه‌جایی سیالات را بدون نیاز به تعریف قواعد تجربی مستقل برای ایجاد هیستریزیس دارد.

هیستریزیس موئینگی به وابستگی رفتار موئینگی محیط متخلخل به تاریخچه فرآیندهای جابه‌جایی سیالات گفته می‌شود و شناخت آن در تحلیل رفتار سیالات در سنگ مخزن اهمیت دارد. مدل‌سازی این پدیده می‌تواند به درک بهتر فرآیندهای مؤثر بر توزیع سیالات و دام‌افتادگی نفت در محیط متخلخل کمک کند.

بر اساس نتایج شبیه‌سازی‌ها، ترشوندگی نزدیک به خنثی می‌تواند با کاهش اشباع آب باقیمانده پس از فرآیند تخلیه و افزایش ظرفیت بازیابی نفت در مرحله تزریق همراه باشد. این یافته‌ها می‌تواند در بررسی اثر ویژگی‌های سنگ مخزن بر جابه‌جایی سیالات و ارزیابی روش‌های ازدیاد برداشت نفت مورد استفاده قرار گیرد.

آرمان موجودی پیش از این نیز مقاله‌ای علمی در نشریه بین‌المللی Transport in Porous Media منتشر کرده بود. در آن پژوهش، چارچوبی تعادلی مبتنی بر کمینه‌سازی انرژی آزاد برای تعیین آرایش فازهای سیال در شبکه حفره‌های محیط متخلخل ارائه شد. مدل پیشین با استفاده از نظریه بازی‌های پتانسیل، امکان بررسی رفتار تعادلی سیالات و ارزیابی پدیده دام‌افتادگی را فراهم می‌کرد و می‌توانست به‌عنوان مرجعی برای مطالعات مهندسی مخزن و تعیین شرایط اولیه شبیه‌سازی‌های پیشرفته مورد استفاده قرار گیرد.

نتایج این دو پژوهش در مجموع می‌تواند به توسعه ابزارهای محاسباتی برای شناخت دقیق‌تر رفتار سیالات در محیط‌های متخلخل و بررسی عوامل مؤثر بر بازیابی نفت از مخازن کمک کند.