Study Of The Water Movement In Two-Dimensional Porous Media

Ahadzade Namin, Kobra (2017) Study Of The Water Movement In Two-Dimensional Porous Media. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img]
Preview
Text (بررسی حرکت آب در محیط متخلخل دو بعدی)
Kobra Ahadzade Namin.pdf

Download (1MB) | Preview
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

The simulation of the reservoirs is the most important method to optimize the production in petroleum engineering. Many attentions have paid to the understanding of the physics of these medium. The production optimization, the quality of the fluid injection and the estimation of the reservoir size and shape depend to this realization. The other important quantity in this study is the percolation probability which demonstrates the rate of percolation of the injected fluid at the other end of the media. In production processes, the fluid is commonly injected to a point of the reservoirs and the resulting changes in the pressure of the oil would cause it to be extracted. The statistical analysis of the percolation probability is directly related to the optimization problem. The other important quantity is the spatial range of the percolated fluid which needs a complicated analysis. The models describing the physics of the reservoirs are unable to calculate the statistical quantities and are commonly very time-consuming. Therefore sometimes the number of constructed realizations are reduced which may not be reliable. In this study we analyze statistically the observable quantities. To describe the physics of these media, we use the concept of self-organized criticality (SOC). In the local dynamics of fluids, there is a critical saturation threshold, above which the fluid overflows to the neighboring pores. The mechanism of this overflowing is reminiscent of the sand topplings in the SOC models. We use this similarity in our analysis. We expect that the movement pattern of the fluid in porous media be similar to the sand dynamics in the SOC models and the rate of percolation raise as the occupation probability of the porous media increases. There are however some competing effects which is the main concern of this project. The finding of the universality class of the Darcy's model is the other aim of this project. This enables us to find a deep relation between the SOC and Darcy's model. In this thesis it has been shown that the movement pattern of the fluid in porous media is compatible with the universality class of two-dimensional Ising model. Some other statistical observables have been also investigated in this analysis, such as the percolation probability, gyration radius of avalanches and cluster masses which confirm this hypothesis.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: بررسی حرکت آب در محیط متخلخل دو بعدی
Persian Abstract: با این ازدیاد مخالفت می‌کنند. سوال مهم این پروژه ارزیابی رقابت بین این اثرهای مختلف است. بطور خاص پیدا کردن کلاس هم‌ارزی معادله‌ی دارسی از دیگر اهداف مهم در این پایان نامه است. ما با این کار قادر خواهیم بود بین مدل دارسی و مدل مطرح شده و پدیده‌های خودسامانده بحرانی رابطه‌ای منطقی بیابیم. نشان خواهیم داد که الگوی پخشی سیال در محیط متخلخل در کلاس هم‌ارزی مدل آیزینگ دو بعدی می‌باشد. همچنین برخی از کمیت‌های آماری (مانند احتمال تراوش و شعاع ژیراسیون بهمن های فروریزشی و جرم خوشه ها) مورد بررسی قرار گرفته است که موید این یافته می‌باشد شبیه‌سازی حرکت سیال در مخازن نفتی، مهمترین و کارآمدترین روش در مهندسی نفت برای بهینه‌سازی استخراج است. تلاش‌ها‌ی زیادی در رابطه با فهم خواص فیزیکی مخزن‌ها انجام شده است. بهینه سازی استخراج نفت، نحوه و مقدار تزریق سیال به مخزن‌های نفتی به منظور استخراج و همچنین تخمین اندازه و شکل مخزن در گرو چنین شناختی است. یکی دیگر از عوامل تعیین کننده در مخزنها، احتمال تراوش در این سیستم‌ها است که در آن مشخص می‌شود سیال با چه نرخی از یک طرف سیستم به طرف دیگر آن تراوش می‌کند. در فرآیند استخراج، مقداری سیال (مانند آب) عمدتا در نقطه‌ای از مخزن تزریق می‌شود و تغییرات فشار در مخزن باعث ازدیاد نفت استخراج شده خواهد شد. تحلیل آماری این احتمال مستقیما به نرخ استخراج ارتباط دارد. همچنین یکی از کمیت‌های مهم در صنعت نفت، میزان برد سیال تزریقی است که تحلیل بسیار پیچیده‌ای دارد. مدل‌هایی که فیزیک مخزن‌ها را توصیف می‌کنند دارای قابلیت محاسبه‌ی‌ کمیت‌های آماری نیستند و عموما یا بسیار سنگین و وقت‌گیر هستند (بطوری‌که یک تحلیل ساده در آن ممکن است چندین ماه بطول بیانجامد). بنابراین گاهی اوقات تعداد نمونه گیری‌ها آنچنان کاهش میابد که نتایج قابل اعتماد نیستند. در این تحقیق ما این کمیت‌های فیزیکی را بصورت آماری مورد محاسبه قرار داده‌ایم. برای مدل کردن حرکت سیال در مخزن از مفهوم خودساماندهیت بحرانی استفاده شده است. در مخزن‌های نفتی، آستانه‌ا‌ی وجود دارد بنام آستانه‌ی بحرانی اشباع سیال که برای مقادیر بالاتر از آن، سیال به نقاط دیگر مخزن سرریز می‌شود. مکانیزم این سرریزش (فروریزش)، شبیه به مکانیزم فروریزش در مدل‌های خودسامانده بحرانی است. ما از تشابه این مکانیزم، با پدید‌ه‌های خودسامانده بحرانی برای تحلیل حرکت سیال در مخزن استفاده نموده‌ایم. انتظار داریم الگوی حرکت سیال در این محیط بی‌شباهت به الگوی دینامیکی ذرات در تپه‌های شنی در یک محیط متخلخل نباشد و از اینرو انتظار داریم نرخ تراوش با زیاد کردن پارامتر تراوش ازدیاد یابد. از طرفی اثرهای ثانویه‌ای وجود دارند که
Supervisor:
SupervisorE-mail
Nattagh Najafi, MortezaUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Saber, ahadUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Basic Sciences > Department of Physics
Divisions > Faculty of Basic Sciences > Department of Physics
Divisions: Subjects > Faculty of Basic Sciences > Department of Physics
Faculty of Basic Sciences > Department of Physics
Date Deposited: 06 Oct 2018 13:46
Last Modified: 06 Oct 2018 13:46
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/395

Actions (login required)

View Item View Item