Modeling and simulation of the fluid flow in artificially fractured and gel treated core plugs

Matristeki ve kırıklardaki sıvı akışının dinamikleri birbirinden önemli ölçüde farklıdır. Kırıklar oldukça geçirgen akış yollarıdır ve genellikle ana akış birimi olarak kabul edilir. Öte yandan matris, gözenekli ortamın hacminin çoğunu kaplar ve ana depolama birimi olarak kabul edilir. Bu tezin temel amacı, yapay olarak kırılmış ve polimer jel uygulanmış karotlarda su enjeksiyonu deneylerinin sayısal olarak modellenmesidir. MATLAB Rezervuar Simülasyon Araç Kutusu (MRST) sayısal modeller oluşturmak için kullanılır. MRST kullanılarak 3 ana durumu gösteren kırılmamış, yapay olarak çatlatılmış ve polimer jel uygulanmış karot örnekleri oluşturulmuştur. MRST kullanılarak modellenen karot örnekleri,2 boşluk hacmi kadar su enjeksiyonu ile simüle edilmiştir. Yapay olarak kırılmış karotlarda polimer jel uygulamasından sonra 2 boşluk hacmi kadar daha su enjekte edildi. Zamana karşılık hidrokarbon kurtarımı grafiğinin yanında 3 boyutlu sıvı doygunluk profilleri de MRST ile elde edilmiştir. Modeli doğrulamak için standart Buckley-Leveret çözümü ve kırıkları modellemek için Embedded Discrete Fracture Model (EDFM) kullanıldı. Sayısal modellerin sonuçları, deneylerinin sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Deneyler sırasında, 2 boşluk hacmi su enjeksiyonundan sonra sonuçlar elde edilmiş ve kaydedilmiştir ve polimer jel uygulanmış karot örnekleri için işlemden sonra 2 boşluk hacmi daha su enjekte edilmiş ve sonuçlar tekrar kaydedilmiştir. Oluşturulan nümerik model ve yapılan simülasyonlar bu deneyleri temsil edecek şekilde oluşturulmuştur. 2 boşluk hacmi su enjeksiyonundan sonra kırılmamış karot örneğinde hidrokarbon kurtarımı deneysel olarak %42.5 ve MRST ile %42.8 olarak bulunmuştur. Yapay olarak kırılmış karot için, polimer jel uygulamasından sonra hidrokarbon kurtarımı deneylerde %28.87'den %42.85'e ve MRST modelinde %28.87'den %40.83'e yükselmiştir. Benzer şekilde, deneylerde, polimer jel operasyonundan sonra gözlemlenen ortalama su doygunluğunda %8.16 ve MRST modelinde %7.07 artış gözlemlenmiştir. Polimer jel operasyonu sonrasında hem deneylerde hem de MRST modelinde ilave hidrokarbon kullanımı gözlemlendi. Ayrıca çatlak geçirgenliği ve açıklığın hidrokarbon kurtarımını nasıl etkilediği de araştırılmıştır. Çatlak geçirgenliği sabit olduğunda, çatlak açıklığı düşük açıklık değerleri için hidrokarbon kurtarımını doğrudan etkilediği görülmüştür. Benzer şekilde, çatlak açıklığı sabit olduğunda, çatlak geçirgenliğinin, yüksek değerler için hidrokarbon kurtarımını doğrudan etkilediği gözlenmiştir.