شبیه سازی تغییرات تنش برجا، فشار منفذی و تغییر شکل ناشی از تخلیه میدان با استفاده ازکوپل ژئومکانیکی

مدل های ژئومکانیک استاتیک سنتی به طور گسترده ای برای تجزیه و تحلیل تنش ها در مخازن نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرند، اما در بررسی تنش های ناهمگن، مشکلاتی نظیر چرخش میدان تنش و خطاهای مرتبط ایجاد می شود. بنابراین، یک مدل شبیه سازی فیزیکی دینامیکی برای بررسی چهار بعدی تنش ها، کرنش ها و تغییر شکل مخزن نیاز است. هدف این مقاله ساخت مدل شبیه سازی کوپل ژئومکانیکی برای شبیه سازی تغییرات تنش، فشار منفذی و کرنش ناشی از تخلیه هیدروکربن، نشست و تغییر شکل مخزن می باشد. برای این منظور، از داده های استاتیکی و دینامیکی حاصل از نگاره های نفتی واقع بر یکی از میدان های مناطق نفت خیز جنوب ایران استفاده شده است. ابتدا، پیش پردازش داده ها و تعیین واحدهای ژئومکانیکی با استفاده از الگوریتم های یادگیری ماشین و ساخت مدل یک بعدی ژئومکانیکی، شامل مقاومت سنگ، مقاومت فشاری محصور نشده، مقاومت کششی، زاویه اصطکاک، پارامترهای تغییر شکل، مدول یانگ، نسبت پواسون، مدول برشی و بالک و فشار منفذی، به درستی با زبان برنامه نویسی پایتون انجام گرفت و تنش های برجا با استفاده از روابط پورالاستیک تعیین شدند. در ادامه این پژوهش، یک مدل شبیه سازی سه بعدی استاتیک، دینامیک و ژئومکانیک طراحی و پیاده سازی شد. در این مدل، از شبیه ساز تفاضل محدود مخزن (FDM) با استفاده از داده های دینامیکی برای ارزیابی فرآیند شیمیایی، هیدرولوژیکی و حرارتی (THC) با نرم افزار «ECLIPSE» استفاده شد. همچنین، از شبیه ساز المان محدود مخزن (FEM) جهت محاسبات فرآیند حرارتی، هیدرولوژیکی و مکانیکی (THM) با نرم افزار «VISAGE» به کار گرفته شد و محاسبات به صورت کوپل یک طرفه در محیط نرم افزار «PETREL» انجام گردید. در نتیجه، تغییرات تنش، کرنش، فشار منفذی و تغییر شکل مخزن در یک فاصله زمانی ده ساله از سال ۲۰۲۱ تا ۲۰۳۱ برای مخزن بنگستان به دست آمده است.

کلیدواژه ها:

مدل شبیه سازی ژئومکانیکی ، الگوریتم های یادگیری ماشین ، کوپل ژئومکانیکی ، Eclipse ، VISAGE