مدل‌سازي كاهش تراوايي سازند در اثر رسوب آسفالتين با رويكردي بر نظريه‌هاي فيلتراسيون

Model for Permeability Reduction Due to Asphaltene Formation Damage with an Approach to Filtration Theories

اگرچه تاكنون مدل‌‌های بسیاری برای پیش‌بینی افت تراوایی در اثر تشكیل رسوب ذرات آسفالتین در سازند ارائه شده‌اند، مدل‌سازی حاضر، با رویكردی جدید نسبت به تحقیقات قبلی و به صورت نسبتا تحلیلی به بررسی اثرات هیدرودینامیكی حضور رسوب آسفالتین در سازند خواهد پرداخت. در این پژوهش، برای یافتن میزان كاهش تراوایی مغزه در اثر رسوب آسفالتین، از تغییرات شعاع هیدرولیك محیط متخلخل استفاده می‌شود. ایدة اصلی در مدل‌سازی حاضر این گونه بیان می‌شود كه با رسوب كردن ذرات درون سازند، علاوه بر آن كه فضای خالی دردسترس سیال برای حركت كاهش پیدا می‌كند، مقداری از پتانسیل جریان سیال هنگام عبور از لابه‌لای ذرات رسوب‌كرده به علت نیروی درگ كاسته می‌شود. این كاهش پتانسیل جریانی به كم شدن تراوایی سازند می‌انجامد. در این پژوهش، با استفاده از داده‌های به‌دست‌آمده از تغییر توزیع نسبی شعاع ذرات با گذر زمان و با این فرض كه این توزیع در داخل و خارج محیط متخلخل یكسان است، اعدادی برای كاهش تراوایی به دست آمدند كه با نتایج حاصل در مقالات موجود مطابقت می‌كرد. مدلسازی با استفاده از نرم‌افزار MATLAB انجام و برنامه‌ای برای محاسبه تغییر نسبی تراوایی بعد از تخریب سازند نوشته شد. از امتیازات این روش این است كه نسبتا تحلیلی است و در آن از تقریب‌های عددی استفاده نشده است. این نكته باعث انعطاف‌پذیری بیشتر مدل در حل مسائل گوناگون تخریب سازندی می‌شود. علاوه برآن، این مدل دینامیك می‌تواند با معلوم بودن تابعیت تغییرات توزیع شعاع ذرات رسوب با زمان، پیشرفت فرآیند رسوب‌گذاری را پیش‌بینی كند.  

Although there have been several models for predicting the asphaltene-induced permeability reduction, the present study investigates the hydrodynamic effects of asphaltene deposition in the porous media with a novel and partially analytical approach. In order to find the amount of permeability reduction, we have modeled the variations of hydraulic radius. The main idea for modeling the permeability reduction is the fact that by deposition of the particles, the available void space is reduced. Also, the drag force between the particles and the fluid reduces the flow potential. In this paper, using the size variation of the asphaltene particles during flocculation, with assuming that the size distribution is equal inside and outside the porous medium, permeability reduction is obtained and matches with the existing experimental results. Modeling is done using MATLAB and a code is written for calculating the permeability reduction due to formation damage. This model is partially analytical and do not use numerical estimations, thus it is flexible to be applied for other formation damage problems. In addition, this modeling can predict the deposition process if the changes of the particle size distribution is known as a function of time.