پایان نامه برق کنترل:مکان یابی بهینه چاه ها در یک مخزن مدل شده به روش Streamlines

0 Comments

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق- کنترل
 

  •  سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های مقطع ارشد می باشد برای جستجو در بقیه پایان نامه ها می توانید کلمه کلیدی مورد نظر خود را در سایت جستجو نمایید:

     
    Widget not in any sidebars
       

 
 
مکان یابی بهینه چاه ها در یک مخزن مدل شده به روش Streamlines
 
 
 
 
 
استاد راهنما
دکتر پاکنوش کریم آقایی
 
 

 

شهریور ۱۳۹۲
تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
چکیده
 
مکان یابی بهینه چاه ها در یک مخزن مدل شده به روش Streamlines
 
به کوشش
غلامرضا خادمی
 
تامین انرژی مورد نیاز انسان ها یکی از مسائل مهمی است که با افزایش جمعیت جهان، روز به روز بر اهمیت آن افزوده می شود. منابع تامین انرژی متعددند و می توان آن را به دو دسته کلی منابع تجدید پذیر نظیر باد، آب، انرژی خورشیدی و … و منابع تجدید ناپذیر شامل زغال سنگ، گاز طبیعی و نفت تقسیم بندی کرد. اما علی رغم آن که نقش منابع تجدید پذیر روز به روز در حال پر رنگ تر شدن است، سوخت های فسیلی از جمله نفت همچنان یکی از پرکاربردترین منابع تامین انرژی می باشد که با افزایش برداشت ها رو به اتمام است. با توجه به حجم تقاضا و محدودیت برداشت ها، توجه هر چه بیشتر به برداشت بهینه، از منابع موجود الزامی است. در نتیجه این موضوع باعث شکل گیری مسئله مدیریت مخازن می شود.
یکی از موضوعات کلیدی که در مدیریت مخازن مطرح می شود، مکان یابی بهینه، یک یا چند چاه در یک بازه زمانی مشخص به منظور حداکثر کردن میزان تولید و سود حاصل از برداشت با در نظر گرفتن محدودیت های فیزیکی و اقتصادی مسئله می باشد.
در مورد مسئله مکان یابی، مدل سازی و شبیه سازی مخزن از گام های مهم است. هر اندازه مدل مخزن به مدل واقعی نزدیک تر باشد، مکان یابی بهینه چاه های مخزن، از دقت بالاتری برخوردار خواهد شد. در اکثر روش های پیشنهادی، مدل سازی مخزن در محورهای مختصات دکارتی، منجر به مدل پیچیده تری می شود. در این پژوهش سعی بر آن است که با ارائه مدل ساده تری برای مخزن بر اساس Streamline ها و بهره جستن از طبیعت حاکم بر حرکت سیال در مخزن، به روندی موثرتر و ساده تر جهت مسئله مکان یابی بهینه چاه ها دست یافت.
 
کلمات کلیدی: مکان یابی بهینه چاه های نفت، مدل سازی و شبیه سازی مخزن بر پایه Streamline، چاه تولید و تزریق.
 
 
 
 
فهرست مطالب عنوان                                                                                                 صفحه ۱-۱- اهمیت مسئله. ۱۳
۱-۲- مروری بر خواص سنگ و سیال مخازن نفتی. ۱۴
۱-۲-۱- زمین شناسی نفت و چگونگی تشکیل مخازن هیدروکربنی   14
۱-۲-۲- مهاجرت مواد نفتی از رسوبات سنگ مادر به درون سنگ مخزن   15
۱-۲-۳- ویژگی های مخازن هیدروکربنی.. ۱۵
۱-۲-۴- اشباع.. ۱۶
۱-۲-۵- نفوذپذیری نسبی.. ۱۶
۱-۲-۶- تخلخل.. ۱۷
۱-۲-۷- ترشوندگی.. ۱۸
۱-۲-۸- فشار موئینگی.. ۱۸
۱-۳- خواص سیال مخازن. ۱۹
۱-۳-۱- فشار مخزن.. ۱۹
۱-۳-۲- دمای مخزن.. ۱۹
۱-۴- معادله دارسی. ۱۹
۱-۵- سیالات موجود در مخزن. ۲۰
۱-۵-۱- آب مخزن.. ۲۰
۱-۵-۲- نفت مخزن.. ۲۰
۱-۵-۳- گاز مخزن.. ۲۰
۱-۵-۴- انرژی مخزن.. ۲۱
۱-۶- برداشت نفت از مخازن. ۲۱
۱-۶-۱- رانش های طبیعی.. ۲۱
۱-۶-۲- رانش مصنوعی.. ۲۱
۱-۶-۳- بازیافت ثانوی.. ۲۱
۱-۷- انواع چاه های نفت. ۲۲
۱-۷-۱- چاه های متداول.. ۲۲
۱-۷-۲- چاه های افقی.. ۲۳
۱-۷-۳- چاه های هوشمند.. ۲۳
۱-۸- مروری بر رئوس مطالب پایان نامه. ۲۳
فصل دوم: تعریف مسئله و مروری بر تاریخچه مکان یابی بهینه چاه ها
۲-۱- تعریف مسئله مکان یابی چاه های نفت. ۲۶
۲-۲- مروری بر روش های بهینه سازی. ۲۷
۲-۲-۱- الگوریتم ژنتیک.. ۲۸
۲-۲-۱-۱- عملگرهای الگوریتم ژنتیک. ۲۹
۲-۲-۱-۲- پارامترهای الگوریتم ژنتیک. ۳۳
۲-۲-۲- الگوریتم PSO.. 35
۲-۲-۳- الگوریتم Polytope. 39
۲-۲-۴- الگوریتم Simplex. 41
۲-۲-۵- الگوریتم Hook Jeeves. 42
۲-۲-۶- الگوریتم شاخه و کران.. ۴۴
۲-۳- تاریخچه مسئله مکان یابی بهینه چاه های نفت. ۴۴
۲-۳-۱- الگوریتم های بهینه سازی.. ۴۵
۲-۳-۲- روش های بهینه سازی آزاد از گرادیان.. ۴۶
۲-۳-۲-۱- الگوریتم بهینه سازی تصادفی. ۴۶
۲-۳-۲-۲- روش های بهینه سازی قطعی. ۴۷
۲-۳-۳- روش های بهینه سازی ترکیبی.. ۴۷
۲-۳-۴- الگوریتم های بهینه سازی مبتنی بر گرادیان.. ۴۸
۲-۳-۵- کاربرد پروکسی ها.. ۵۱
۲-۳-۶- بهینه سازی تحت قید.. ۵۱
فصل سوم: توصیف معادلات حاکم بر مخزن، گسسته سازی و شبیه سازی
۳-۱- مقدمه. ۵۴
۳-۲- معادلات مخزن. ۵۴
۳-۳- گسسته سازی معادلات مخزن. ۵۷
۳-۴- معادلات مخزن بر پایه Streamline. 59
۳-۴-۱- مفاهیم و تعاریف اولیه Streamline ها.. ۶۰
۳-۴-۱-۱-   برخی از تعاریف Streamline. 61
۳-۴-۱-۲- Potential Flow.. 62
۳-۴-۲-   مقدمه ای بر روش Streamline در شبیه سازی مخازن.. ۶۳
۳-۴-۳-   تاریخچه مدل سازی مخزن بر پایه Streamline. 64
۳-۴-۴-   روش Streamline. 65
۳-۴-۵-   مزایا و معایب Streamline ها در شبیه سازی مخزن.. ۶۶
۳-۴-۶-   مدل ریاضی مخزن بر پایه Streamline. 68
۳-۴-۶-۱- معادله فشار و اشباع در روش IMPES. 68
۳-۴-۶-۲-   پاسخ معادله فشار. ۷۰
۳-۴-۶-۳-   توصیف تحلیلی مسیر Streamline ها.. ۷۰
۳-۴-۶-۴-   زمان پرواز. ۷۱
۳-۴-۶-۵-   تبدیل مختصات در راستای Streamline ها.. ۷۲
۳-۵- شبیه سازهای مخازن. ۷۲
۳-۵-۱- نرم افزار Eclipse. 73
۳-۶- نحوه پیاده سازی مسئله مکان یابی چاه ها و ایجاد ارتباط میان نرم افزارهای Eclipse و Matlab. 75
۳-۷- نتیجه گیری. ۷۷
فصل چهارم: شبیه سازی مخزن و اعمال الگوریتم های بهینه سازی
۴-۱- مقدمه. ۸۰
۴-۲- شبیه سازی مخزن مدل شده به روش FD و SL. 80
۴-۲-۱- مخزن شماره ۱٫٫ ۸۱
۴-۲-۱-۱- سناریو:. ۸۱
۴-۲-۱-۲- نتیجه گیری. ۸۶
۴-۲-۲- مخزن شماره ۲٫٫ ۸۶
۴-۳- معرفی تابع هدف مسئله مکان یابی چاه ها. ۸۶
۴-۴- به کارگیری الگوریتم بهینه سازی جهت مسئله مکان یابی چاه ها  87
۴-۴-۱- الگوریتم ژنتیک.. ۸۷
۴-۴-۱-۱- جمعیت اولیه. ۸۸
۴-۴-۱-۲- انتخاب طبیعی. ۸۹
۴-۴-۱-۳- انتخاب. ۸۹
۴-۴-۱-۴- جهش. ۸۹
۴-۴-۱-۵- همگرایی. ۹۰
۴-۴-۱-۶- نتایج. ۹۰
۴-۴-۲- الگوریتم PSO.. 91
۴-۴-۲-۱- نتایج. ۹۱
۴-۴-۳- الگوریتم ILC.. 92
۴-۳-۳-۱- الگوریتم ILC نوع P. 93
۴-۳-۳-۲- به کار گیری کنترلر ILC در مسئله مکان یابی چاه ها   93
۴-۳-۳-۳- نتایج شبیه سازی. ۹۴
۴-۴-۴- الگوریتم FDG.. 97
۴-۴-۴-۱- اعمال الگوریتم در مسئله مکان یابی. ۹۷
۴-۴-۴-۲- الگوریتم تندترین سقوط. ۹۸
۴-۴-۴-۳- شبیه سازی و نتایج. ۹۹
۴-۵- نتیجه گیری. ۱۰۰
فصل پنجم: به کارگیری روش بهینه سازی ترکیبی در مسئله مکان یابی
۵-۱- مقدمه. ۱۰۲
۵-۲- درون یاب خطی وزن دار:. ۱۰۲
۵-۳- تعریف تغییرات فاصله. ۱۰۳
۵-۴- Kriging. 105
۵-۴-۱- انواع مختلف روش Kriging. 106
۵-۵- پیاده سازی روش Kriging بر روی یک مثال نمونه. ۱۰۷
۵-۵-۱- مثال.. ۱۰۹
۵-۶- ترکیب الگوریتم ژنتیک و Kriging جهت مسئله مکان یابی چاه ها  109
۵-۶-۱- گام های ترکیب الگوریتم ژنتیک و Kriging. 110
۵-۶-۲- شبیه سازی و نتایج.. ۱۱۲
۵-۷- ترکیب الگوریتم FDG و تخمین گر Kriging. 112
۵-۷-۱- گام های ترکیب الگوریتم FDG و Kriging. 113
۵-۷-۲- شبیه سازی و نتایج.. ۱۱۴
۵-۸- نتیجه گیری. ۱۱۶
فصل ششم: به کارگیری اطلاعات مدلسازی مخزن بر پایه SL در مسئله مکان یابی چاه ها
۶-۱- مقدمه. ۱۱۸
۶-۲- معرفی اطلاعات سودمند حاصل از مدل مخزن بر پایه SL  118
۶-۲-۱- ضرایب اختصاص.. ۱۱۹
۶-۲-۱-۱- شبیه سازی. ۱۲۰
۶-۲-۲- بازده تزریق کننده ها.. ۱۲۱
۶-۲-۳- زمان پرواز.. ۱۲۲
۶-۳- به کارگیری اطلاعات SL ها در مسئله مکان یابی. ۱۲۲
۶-۴- ترکیب بازدهی چاه تزریق با الگوریتم ژنتیک جهت مکان یابی چاه تزریق. ۱۲۴
۶-۵- نتایج و شبیه سازی. ۱۲۵
۶-۵-۱- مخزن همگن.. ۱۲۵
۶-۵-۲- مخزن ناهمگن.. ۱۲۷
۶-۶- نتیجه گیری. ۱۲۹
فصل هفتم: طراحی کنترل کننده فازی به منظور بهینه سازی یک تابع هدف مشخص در مخازن نفتی
۷-۱- مقدمه. ۱۳۱
۷-۲- تاریخچه کنترل فازی. ۱۳۱
۷-۲-۱- مبانی سیستمهای فازی.. ۱۳۲
۷-۲-۲- پایگاه قواعد.. ۱۳۴
۷-۲-۳- موتور استنتاج فازی.. ۱۳۴
۷-۲-۴- انواع فازی ساز.. ۱۳۵
۷-۲-۵- انواع غیر فازی سازها: ۱۳۶
۷-۳- به کارگیری کنترلر فازی در مسئله مکان یابی چاه ها  137
۷-۳-۱- تابع هدف مسئله.. ۱۳۸
۷-۳-۲- طراحی کنترلر فازی و قواعد فازی.. ۱۳۸
۷-۳-۲-۱- تعریف قواعد فازی. ۱۳۹
۷-۳-۲-۲- نحوه اعمال کنترلر فازی. ۱۴۱
۷-۴- شبیه سازی و نتایج. ۱۴۳
۷-۴-۱- مخزن ۱٫٫ ۱۴۳
۷-۴-۲- مخزن ۲٫٫ ۱۴۶
۷-۴-۳- مخزن ۳٫٫ ۱۴۷
۷-۴-۴- مخزن ۴٫٫ ۱۴۹
۷-۵- نتیجه گیری. ۱۵۱
فصل هشتم: نتیجه گیری و پیشنهادات
۸-۱- نتیجه گیری. ۱۵۳
۸-۲- پیشنهادات. ۱۵۴
فهرست مراجع. ۱۵۵
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
فهرست جدول ها
 
عنوان                                           صفحه
جدول ۴-۱: ویژگی مخازن شبیه سازی شده. ۸۰
جدول ۴-۲: پارامترهای مخزن شماره ۱٫ ۸۱
جدول ۴-۳: نتایج حاصل از شبیه سازی. ۸۵
جدول ۴-۴: نتایج شبیه سازی مخزن ۲٫ ۸۶
جدول ۴-۶: پارامترهای الگوریتم ژنتیک. ۹۰
جدول ۴-۷: نتایج شبیه سازی الگوریتم ژنتیک. ۹۱
جدول ۴-۸: زمان شبیه سازی کنترلر ILC.. 97
جدول ۴-۹: مقایسه مکان یابی FDG و ژنتیک. ۹۹
جدول ۵-۱: مقایسه روش GA و HGA.. 112
جدول ۵-۲: مقایسه FDG و روش ترکیبی FDG+Kriging. 115
جدول ۵-۳: مقایسه FDG و روش ترکیبی FDG+Kriging. 116
جدول ۶-۱: ضرایب اختصاص برای مخزن همگن با ۲چاه تزریق و ۴چاه تولید. ۱۲۱
جدول ۶-۲: بازدهی تزریق کننده ها در مخزن بخش ۶-۲-۱-۱٫ ۱۲۳
جدول ۶-۳: مقایسه روش پیشنهادی ترکیبی با روش ژنتیک معمولی از لحاظ تعداد شبیه سازی. ۱۲۶
جدول ۶-۴: پارامترهای مخزن ناهمگن. ۱۲۷
جدول ۶-۵: مقایسه روش پیشنهادی ترکیبی با روش ژنتیک معمولی از لحاظ تعداد شبیه سازی. ۱۲۸
جدول ۷-۱: مقایسه غیر فازی سازها. ۱۳۷
جدول ۷-۲: قواعد فازی. ۱۴۰
جدول ۷-۳: مشخصات مخزن. ۱۴۳
 
فهرست شکل ها
عنوان                                    صفحه
شکل ۱-۱: میزان تقاضا برای نفت. ۱۳
شکل ۲-۱: نمایش متغیرها در دو فضای ژنوتیپ و فنوتیپ. ۲۹
شکل ۲-۲: تقاطع تک نقطه ای. ۳۲
شکل ۲-۳: تقاطع دو نقطه ای. ۳۲
شکل ۲-۴: تقاطع یکنواخت. ۳۲
شکل ۲-۵: اپراتور جهش. ۳۳
شکل ۲-۶: فلوچارت الگوریتم ژنتیک. ۳۵
شکل ۲-۷: انتخاب جمعیت اولیه از اعضا. ۳۶
شکل ۲-۸: ارزیابی تابع هدف. ۳۷
شکل ۲-۹: انتخاب بهترین موقعیت ذرات. ۳۷
شکل ۲-۱۰: به روز رسانی سرعت ذرات. ۳۸
شکل ۲-۱۱: چگونگی به روز کردن موقعیت ذره در فضای جستجوی دو بعدی. ۳۸
شکل ۲-۱۲: فلوچارت الگوریتم PSO.. 39
شکل ۲-۱۳: الگوریتم Polytope. 41
شکل ۲-۱۴: نحوه جستجوی الگوریتم HJ در فضای جستجوی دو بعدی  42
شکل ۳-۱: گسسته سازی گریدها در راستای محور افقی. ۵۸
شکل ۳-۲ مجموعه ای از Streamline ها. ۶۰
شکل ۳-۳: رسم میدان برای . SL ، از شروع شده و تا نقطه دنبال شده است.. ۶۱
شکل ۳-۴: مسیر SL ها. ۷۰
شکل ۳-۵: شمای کلی فایل های ورودی وخروجی FrontSim.. 75
شکل ۳-۶: نحوه ارتباط دو نرم افزار. ۷۷
شکل۴- ۱: اشباع نفت در اولین بازه زمانی. ۸۲
شکل۴- ۲: اشباع نفت در آخرین بازه زمانی. ۸۳
شکل۴- ۳: منحنی FOPT بر حسب زمان شبیه سازی. ۸۳
شکل۴- ۴: منحنی FWCT بر حسب زمان شبیه سازی. ۸۴
شکل۴- ۵: اشباع نفت در آخرین بازه زمانی. ۸۵
شکل۴- ۶: اشباع نفت در اولین بازه زمانی برای مخزن ۲  85
شکل ۴-۷: منحنی NPV بر حسب مکان های مختلف چاه تزریق  88
شکل ۴-۸: مقایسه دو روش بهینه سازی PSO و ژنتیک. ۹۲
شکل ۴-۹: کنترلر ILC.. 93
شکل ۴-۱۰: بلوک دیاگرام مسئله مکان یابی چاه به عنوان مسئله کنترلی. ۹۴
شکل ۴-۱۱: نتایج خروجی کنترلر در تکرار های مختلف (مخزن مدل شده به روش SL). 96
شکل ۴-۱۲: نتایج خروجی کنترلر در تکرار های مختلف (مخزن مدل شده به روش FD). 97
شکل ۴-۱۳: نحوه پیاده سازی تکنیک LGR در یک مخزن. ۹۹
شکل ۴-۱۴: تکرارهای مختلف الگوریتم جهت رسیدن به نقطه بهینه (شروع قرمز و بهینه آبی). ۱۰۰
شکل ۵-۱: منحنی بر حسب . ۱۰۵
شکل ۵-۲: فضای دو بعدی که داده ها به طور نامنظم پراکنده شده اند (سیاه رنگ) و نقطه ای که قرار است تخمین زده شود. (سفید رنگ)  108
شکل ۵-۳: تخمین یک تابع دو بعدی نمونه توسط روش Kriging. 109
شکل ۵-۴: فلوچارت الگوریتم ترکیبی ژنتیک و Kriging. 111
شکل ۵-۵: فلوچارت الگوریتم ترکیبی FDG وKriging. 113
شکل ۵-۶: مکان یابی بهینه چاه تزریق به کمک روش ترکیبی FDG و Kriging. 114
شکل ۵-۷: مکان یابی بهینه دو چاه تزریق به کمک روش ترکیبی FDG و Kriging. 115
شکل ۶-۱: ضرایب اختصاص بین یک تولید کننده و یک تزریق کننده به همراه یک آبده. ۱۲۰
شکل ۶-۲: مخزن همگن مدل شده برمبنای SL. 121
شکل ۶-۳: فلوچارت الگوریتم ترکیبی ژنتیک و میزان بازدهی چاه ها  125
شکل ۶-۴: مقایسه روش پیشنهادی ترکیبی با روش ژنتیک معمولی  126
شکل ۶-۵: مقایسه روش پیشنهادی ترکیبی با روش ژنتیک معمولی  128
شکل ۶-۶: محل نقاط بهینه چاه های تزریق کننده. ۱۲۹
شکل ۷-۱: ساختار اصلی سیستم های فازی خالص. ۱۳۳
شکل ۷-۲: ساختار اصلی سیستم های فازی با فازی ساز و غیرفازی ساز  134
شکل ۷-۳: بلوک دیاگرام کنترلر فازی پیشنهادی. ۱۳۸
شکل ۷-۴: جهت دور شدن چاه. ۱۴۱
شکل ۷-۵: تابع عضویت برای . ۱۴۲
شکل ۷-۶: تابع عضویت برای ۱۴۲
شکل ۷-۷: تابع عضویت برای جهت خروجی. ۱۴۳
شکل ۷-۸: منحنی FOPT برای مخزن۱٫ ۱۴۴
شکل ۷-۹: منحنی FWPT برای مخزن۱٫ ۱۴۵
شکل ۷-۱۰: جهت حرکت الگوریتم به ازای شرایط اولیه مختلف  145
شکل ۷-۱۱: نفوذپذیری در جهت x. 146
شکل ۷-۱۲: منحنی FOPT مخزن ۲٫ ۱۴۷
شکل ۷-۱۳: منحنی FWPT برای مخزن ۲٫ ۱۴۷
شکل ۷-۱۴: موقعیت چاه های مخزن شماره ۳٫ ۱۴۸
شکل ۷-۱۵: منحنی FWPT برای مخزن ۳٫ ۱۴۸
شکل ۷-۱۶: منحنی FOPT برای مخزن ۳٫ ۱۴۹
شکل ۷-۱۷: منحنی FOPT برای مخزن ۴٫ ۱۴۹
شکل ۷-۱۸: منحنی FWPT برای مخزن ۴٫ ۱۵۰
شکل ۷-۱۹: محل مکان بهینه چاه تزریق در مخزن ۴٫ ۱۵۰
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
فصل اول
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 
 
 
 
مقدمه
 

۱-۱- اهمیت مسئله

تامین انرژی مورد نیاز انسان ها یکی از مسائل مهمی است که با افزایش جمعیت جهان، روز به روز بر اهمیت آن افزوده می شود. منابع تامین انرژی متعددند و می توان آن را به دو دسته کلی منابع تجدید پذیر نظیر باد، آب، انرژی خورشیدی و … و منابع تجدید ناپذیر شامل زغال سنگ، گاز طبیعی و نفت تقسیم بندی کرد. اما علی رغم آن که نقش منابع تجدید پذیر روز به روز در حال پر رنگ تر شدن است، سوخت های فسیلی از جمله نفت همچنان یکی از پرکاربردترین منابع تامین انرژی می باشد که با افزایش برداشت ها رو به اتمام است. به علاوه اکثر میادین نفتی موجود در جهان در مرحله بلوغ بازدهی خود هستند و همچنین تعداد اکتشافات بزرگ مخازن نفت رو به کاهش است. با توجه به حجم تقاضا و محدودیت برداشت ها، توجه هر چه بیشتر به برداشت بهینه، از منابع موجود و کاهش هزینه های عملیاتی و اقتصادی الزامی است. در نتیجه این موضوع باعث شکل گیری مسئله مدیریت مخازن می شود. شکل ۱-۱ بیانگر افزایش میزان تقاضای جهانی برای نفت در طی سال های اخیر می باشد.
شکل ۱-۱: میزان تقاضا برای نفت [۱]
با بهره گرفتن از روش های سنتی مدیریت مخزن، تنها در حدود ۱۰ درصد نفت موجود در مخزن در بازیافت اولیه تولید می شود ( طی رانش نفت به صورت طبیعی ). در بازیافت ثانویه ( تزریق آب یا گاز ) میزان تولید نفت به ۲۰ تا ۴۰ درصد می رسد (DOE 2008). با افزایش قیمت نفت ، بهبود در هر روش مدیریت مخازن به طوری که بتواند میزان تولید و سود را افزایش دهد، مورد توجه است. در نتیجه یکی از موضوعات کلیدی که در مدیریت مخازن مطرح می شود، مکان یابی بهینه، یک یا چند چاه در یک بازه زمانی مشخص به منظور حداکثر کردن میزان تولید و سود حاصل از برداشت با در نظر گرفتن محدودیت های فیزیکی و اقتصادی مسئله می باشد.
در مورد مسئله مکان یابی، مدل سازی و شبیه سازی مخزن از گام های مهم است. هر اندازه مدل مخزن به مدل واقعی نزدیک تر باشد، مکان یابی بهینه مخزن، از دقت بالاتری برخوردار خواهد شد. در اکثر روش های پیشنهادی، مدل سازی مخزن در محورهای مختصات دکارتی، منجر به مدل پیچیده تری می شود. در این پژوهش سعی بر آن است که با ارائه مدل ساده تری برای مخزن بر اساس Streamline ها و بهره جستن از طبیعت حاکم بر حرکت سیال در مخزن، به روندی موثرتر و ساده تر جهت مسئله مکان یابی بهینه چاه ها دست یافت . سرعت و کارایی روش Streamline ، این روش را به یکی از ابزارهای قدرتمند جهت حل مسائل پیچیده بهینه سازی مرتبط با تطبیق تاریخچه مخزن و مکان یابی بهینه چاه ها تبدیل کرده است.
جهت تعریف مسئله مکان یابی بهینه چاه های نفت و بررسی چالش های آن آشنایی با مفاهیم اولیه مخازن نفتی لازم به نظر می رسد. بدین منظور در ادامه این فصل، مروری بر خواص سنگ و سیال مخازن نفتی خواهیم داشت.

۱-۲- مروری بر خواص سنگ و سیال مخازن نفتی

به منظور مکان یابی بهینه چاه های نفت در یک مخزن، نیاز به شبیه سازی مخزن می باشد. در نتیجه لازم است ابتدا مفاهیم و پارامترهای پر اهمیت مخزن معرفی شوند.

۱-۲-۱- زمین شناسی نفت و چگونگی تشکیل مخازن هیدروکربنی

این دانش در مورد چگونگی تشکیل مخازن هیدروکربنی، ویژگی های فیزیکی و شیمیایی هیدرکربن های از جامد تا گاز، چگونگی حرکت و انباشته شدن این مواد در سنگ ها، لایه ها و طبقات گوناگون زمین بحث و گفتگو می کند. هیدورکربن ها در مخازن زیر زمین به صورت دریاچه وجود ندارند بلکه در خلل و فرج لایه های متخلخل رسوبی خاصی از زمین می توانند جمع شوند [۲].

۱-۲-۲- مهاجرت مواد نفتی از رسوبات سنگ مادر به درون سنگ مخزن

ذرات پراکنده ی هیدروکربن ها و آب نمک همراه آن که در رسوبات سنگ مادر قرار دارند، از درون شکاف ها و ترک های موجود در لایه های رسوبی به نقاط با فشار کمتر مهاجرت می کنند. طول مسیر این حرکت گاهی به صدها کیلومتر می رسد.نیروهایی که باعث این حرکت می شوند عبارتند از:

  • فشردگی لایه های رسوبی
  • دیاستروفیسم[۱]
  • نیروی گرانش[۲]

نیروی گرانش سبب می شود تا سیال دارای چگالی کمتر به سمت بالا حرکت کند و در نتیجه سیالات در سنگ مخزن بر حسب چگالی از هم جدا شوند.گاز در قسمت بالای مخزن، نفت در وسط و آب نمک در زیر قرار دارد. این مرحله را مهاجرت ثانویه می نامند.

  • نیروی موئینگی[۳]

نیروی موئینگی سبب می شود تا سیال تر کننده در خلل و فرج سنگ به سمت بالا حرکت کند. بالا آمدن نفت چراغ در فیتیله بر اساس همین خاصیت است. خاصیت ترکنندگی بستگی به جنس جامد (سنگ مخزن) و جنس و مشخصات سیال (آب ، نفت و گاز) دارد. روی هم رفته آب نسبت به نفت ترکننده تر است و نفت در مقابل گاز ترکننده تر می باشد. بنابراین با وجود سنگین تر بودن آب نسبت به نفت نیروی موئینگی آن را به سمت بالا می کشد تا در نهایت با نیروی گرانش به تعادل برسد [۲].
برای اطلاعات بیشتر درباره نحوه چگونگی تشکیل سنگ های مخزن نفت، پوش سنگ و انواع نفتگیر ها و چگونگی تشکیل آن ها به [۲] مراجعه کنید.
 
[۱] Diasrtophism
[۲] Gravity Force
[۳] Capillary Force
***ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

تعداد صفحه :۱۸۴

قیمت : 14700 تومان

***

—-

پشتیبانی سایت :       ****       [email protected]