Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1395
6
1
gregorian
2016
9
1
16
7
online
1
fulltext
fa
شبیه سازی عددی جریان دوفازی پلیمر غیر نیوتنی در محیطهای متخلخل برای ازدیاد برداشت نفت
Numerical simulation of two-phase non-Newtonian polymer flooding in porous media to enhance oil recovery
در این مقاله جریان سیال غیرنیوتنی در یک مخزن نفتی برای حالت دوفاز مخلوط نشدنی بصورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. جریان مورد نظر در یک محیط متخلخل بصورت تراکم پذیر شبیه سازی شده است. معادله ساختاری کاریو-یاسودا به عنوان مدل مورد نظر برای شبیه سازی سیال غیرنیوتنی استفاده شده است. از روش IMPES که میدان فشار را به صورت کاملاً ضمنی و معادله اشباع را به صورت صریح در نظر میگیرد، برای حل عددی بهره گرفته شده است. نتایج حاصل نشان میدهد که ویسکوزیته سیال غیرنیوتنی در نرخ برش صفر تأثیر زیادی بر بازده جاروب شدن مخزن و جلوگیری از کانالیزه شدن سیال تزریقی و رشد پدیده انگشتی شدن آن در مخزن دارد. همچنین مشاهدات نشان میدهند که افزایش ویسکوزیته سیال غیرنیوتنی باعث افزایش بازده و تولید تجمعی نفت و کاهش اثر انگشتی شدن سیال تزریقی در نفت مخزن میگردد. ثابت زمانی سیال کاریو- یاسودا که مشخص کننده خاصیت الاستیک سیالات غیرنیوتنی می باشد به ازای مقادیر کم تراوایی مخزن تأثیر چندانی روی مشخصه های جریان سیال ندارد و افزایش نفوذپذیری مخزن باعث محسوس شدن تأثیر آن روی جریان ایجاد شده در محیط متخلخل میگردد. افزایش دبی حجمی تزریقی به مخزن نفتی باعث افزایش دبی حجمی سیال تولیدی میگردد، اما مقدار دبی تزریقی دارای یک بازه بهینه برای برداشت بهینه نفت میباشد. علاوه بر این، مدت زمان رسیدن اولین المان سیال تزریقی به چاه تولید با تغییر خواص مؤثر سیال تزریقی مورد بررسی قرار گرفته و نتایج ارائه شده است.
In this paper, the non-Newtonian immiscible two-phase polymer flow in a petroleum reservoir has been investigated numerically. The fluid flow in a porous medium is simulated as a compressible flow. The Carreau-Yasuda constitutive equation is employed as the model of non-Newtonian fluid. The IMPES method is used for numerical simulation, in which the pressure equation is discretized and solved by an implicit approach and the saturation equation is solved by an explicit method. Results reveal that zero-shear rate viscosity has a high impact on the sweep efficiency of the reservoir and also controls the channeling and viscous fingering effects. In addition increasing the viscosity of non-Newtonian fluid improves cumulative oil production and diminishes the viscous fingering phenomenon caused by injected fluid. The relaxation time of Carreau-Yasuda fluid, which is the elastic characteristic of the non-Newtonian fluid, for low permeability values cannot influence flow characteristics inside the reservoir, however for higher permeability values its effect becomes more sensible. Increasing the injection rates leads to the increase of fluid production, while the injection rate has an optimum range to reach the optimum oil production. In addition, the effect of variation of the injected fluid properties on the polymer breakthrough time has been investigated and results presented.
جریان دوفازی,سیال غیرنیوتنی,کاریو-یاسودا,پلیمر,ازدیاد برداشت,محیطهای متخلخل
two-phase flow,non-Newtonian fluid,Carreau-Yasuda model,Polymer,enhanced oil recovery,Porous Media
297
307
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-738&slc_lang=fa&sid=15
Majid
Siavashi
مجید
سیاوشی
100319475328460063281
100319475328460063281
Yes
استادیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران
Behrooz
zare Vamerzani
بهروز
زارع وامرزانی
100319475328460063301
100319475328460063301
No
دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران