مقايسه روش‌هاي مختلف محاسبه تراوايي نسبي و فشار مويينگي در مقياس حفره با استفاده از مدل شبكه حفرات

Benchmarking of Relative Permeability and Capillary Pressure Calculation Methods in Pore Scale Using Pore Network Model

فيزيك سنگ ديجيتال به درك رفتار سيالات هنگام عبور از سيستم‌هاي سنگ متخلخل كمك مي‌كند. بازيافت نفت يكي از مسائل مهم در مهندسي نفت است و برآورد خواص محيط متخلخل كليد مديريت بازيافت نفت و گاز است. براي ساخت مدل شبكه منفذي از تصاوير سي‌تي‌اسكن يك نمونه ماسه‌سنگ استفاده شد.ابتدا شبكه حفرات با استفاده از الگوريتم SNOW استخراج شد و خصوصيات فيزيكي سنگ به دست آمد. در ادامه با بهره‌گيري از ابزار متن باز OpenPNM تخلخل نمونه ابتدا به‌طور مستقيم از روي تصوير سنگ و سپس با استفاده از شبكه حفرات به دست آمد. مقدار تخلخل حاصل از دو روش به ترتيب برابر با % 67/18 و %7/17 شد كه با بررسي خصوصيات فيزيكي مدل، دريافتيم كه روش دوم دقت بالاتري در محاسبه تخلخل دارد. سپس نمودارهاي تراوايي نسبي و فشارمويينگي براي روش‌هاي تئوري پركولاسيون شامل پركولاسيون معمولي، تهاجمي و تهاجمي تركيبي رسم شد. تحليل نمودارهاي فشارمويينگي نشان داد كه دقت روش پركولاسيون تهاجمي تركيبي كمي بيشتر از دو روش ديگر و نزديك به روش ن پركولاسيون معمولي است؛ هرچند در يك نگاه كلي روش‌هاي مذكور تفاوت قابل‌توجهي براي محاسبه فشار مويينگي نداشتند. بررسي نمودارهاي تراوايي نسبي نشان داد دو روش پركولاسيون تهاجمي و پركولاسيون تهاجمي تركيبي مشابه يكديگر عمل مي‌كنند ولي روش تهاجم تركيبي اشباع فاز تر را به‌درستي محاسبه نمي‌كند.

Digital rock physics helps to understand the behavior of fluids as they pass through porous rock systems. Oil recovery is one of the important issues in petroleum engineering, and the properties of porous media are the key to oil and gas recovery management. CT scan images of a sandstone sample were used to build the pore network model. Next, by using OpenPNM open source tool, sample porosity was obtained directly from the rock image and then using the pore network model. The amount of porosity obtained from the two methods was 18.67% and 17.7%, respectively, and by checking the technical specifications of the model, it was found that the second method has a higher accuracy in calculating the porosity. Then relative permeability and capillary pressure schemes were drawn for percolation theory methods, including ordinary, invasion and mixed invasion percolation. The analysis of the capillary pressure diagrams showed that the accuracy of the mixed invasion percolation method is higher than the other two methods and close to the ordinary percolation method. However, in a general view, the methods did not have a significant difference for calculating the capillary pressure. Examining the relative permeability diagrams showed that the two invasion percolation methods and mixed invasion percolation work similarly, but the mixed invasion percolation method does not correctly calculate the non-wet phase saturation.