Loading...

Implementation of Darcy-Brinkman-Stokes Model for Simulation of Acid, Gel Acid and Visco-Elastic-Surfactant (VES) Acid Injection into a Carbonate Core

Alizadeh Kiapi, Mohammad Reza | 2019

1047 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 52990 (06)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Chemical and Petroleum Engineering
  6. Advisor(s): Fatemi, Mobeen; Bazargan, Mohammad
  7. Abstract:
  8. In this work, an improved model for simulating carbonate core acidizing, with the ability of correctly modeling fluid diversion in dual-core experiments is created based on an existing two-scale continuum model. The improvements are applied on the momentum transfer equation, continuity equation, pore-scale structure-property relations and fluid rheology model. Also a more realistic injection scenario and geometry configuration are presented for simulating the diversion experiments. The Darcy-Brinkman-Stokes equation is implemented instead of Darcy’s equation and the continuity equation is modified by adding the mass source term. A global rheology model is developed capable of capturing exact behavior of various types of acid (Newtonian acids, gel-acids and visco-elastic-surfactant acids). The simulations are sequential-implicit and performed using OpenFOAM. The numerical aspects of our simulations are validated with accepted computational studies in the literature and the consistency of the applied modifications are verified qualitatively based on theoretical considerations and empirical observations. The effects of these modifications on the results are then studied and compared with those of the previous models. Also the presented model is finally used to find an optimized injection scenario to achieve an efficient diversion
  9. Keywords:
  10. Wormhole ; Simulation ; Optimization ; Acidizing Treatment ; Rheological Model ; Diversion Mechanism ; Darcy-Brinkman Model ; Viscoelastic Surfactant (VES)

 Digital Object List

 Bookmark

  • چکیده
  • فهرست جدول‌ها
  • فهرست شکل ها
  • فصل1 معرفی پژوهش
    • 1-1 مقدمه
    • 1-2 بهره‌دهی چاه و آسیب سازند
    • 1-3 روش های انگیزش چاه
    • 1-4 عملیات اسیدکاری
      • 1-4-1 تکنیک انحراف15F در عملیات اسیدکاری
      • 1-4-2 طراحی عملیات اسیدکاری
  • فصل2 مبانی نظری و پیشینه‌ی پژوهش
    • 2-1 مقدمه
    • 2-2 مدل های پیشین
    • 2-3 مدل های پیوسته
      • 2-3-1 مدل پانگا و همکاران
    • 2-4 مشکلات اصلی مدل های پیشنهاد شده
    • 2-5 مدل رئولوژی اسید های غیرنیوتونی
      • 2-5-1 مدل رئولوژی ژل اسید ها [34]
      • 2-5-2 مدل رئولوژی ویسکوالاستیک سرفکتانت اسید ها [35]
    • 2-6 موارد مورد بحث در معادلات، پیشنهادات
      • 2-6-1 معادله‌ی مومنتوم
      • 2-6-2 رابطه‌ی سطح مخصوص حفرات (av)
      • 2-6-3 رابطه‌ی ساختار-ویژگی (ارتباط بین تخلخل و تراوایی)
      • 2-6-4 مدل رئولوژی سیالات غیرنیوتونی
  • فصل3 روش پژوهش
    • 3-1 مقدمه
    • 3-2 تعریف مسئله
      • 3-2-1 هندسه‌ی دامنه‌ی محاسباتی
      • 3-2-2 فرضیات مدل‌سازی
      • 3-2-3 معادلات حاکم و شرایط مرزی و اولیه
    • 3-3 حل مسئله
      • 3-3-1 ابزار مورد استفاده برای شبیه‌سازی و روش حل
      • 3-3-2 ایجاد شبکه در محدوده‌ی حل
      • 3-3-3 الگوریتم حل
      • 3-3-4 روش های بهینه‌سازی
  • فصل4 نتایج، تجزیه و تحلیل و پیشنهاد ها
    • 4-1 مقدمه
    • 4-2 شبیه‌سازی تزریق اسید نیوتونی به مغزه
      • 4-2-1 مشاهده‌ی الگو های انحلال مختلف
      • 4-2-2 محدوده‌ی ضروری بررسی تست همجواری و سازگاری افزودنی های اسید
      • 4-2-3 بهینه‌سازی نرخ تزریق اسید
    • 4-3 بررسی اعتبار، همگرایی و تطابق نتایج با روش تفاضل محدود
      • 4-3-1 مقایسه‌ی نتایج با شبیه‌سازی های پیشین
      • 4-3-2 بررسی همگرایی گام زمانی121F و همگرایی شبکه122F
      • 4-3-3 تطابق نتایج روش حجم محدود با روش تفاضل محدود
    • 4-4 تکنیک انحراف
      • 4-4-1 ارزیابی کیفیت تطابق مدل رئولوژی ارائه شده با داده های آزمایشگاهی
      • 4-4-2 شبیه‌سازی تکنیک انحراف
      • 4-4-3 بهینه‌سازی سناریوی تزریق
    • 4-5 تأثیر اصلاحات اعمال شده در مدل جدید
      • 4-5-1 معادله‌ی مومنتوم
      • 4-5-2 معادله‌ی پیوستگی
    • 4-6 پیشنهاد ها و کار های آتی
  • مراجع
  • پیوست1
  • جزئیات حل مسئله به روش تفاضل محدود
...see more