Analysis of Counter-Current Imbibition Including Gravity Force through Finite Difference Scheme

Document Type : Original Article

Authors

1 Department of Chemical Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran

2 School of Chemical Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran

3 Enhanced oil recovery Institute NIOC, Tehran, Iran

20.1001.1.25885596.2018.3.1.3.9

Abstract

Spontaneous counter-current imbibition is one of the most important crude oil recovery processes in water-wet fractured reservoirs with low matrix permeability. This paper presents a numerical modeling of imbibition process when water is imbibed by capillarity and gravity forces in to an oil saturated vertical cube core to examine the effect of gravity force on spontaneous imbibition. In this modeling, It is assumed that imbibition is a diffusion process. Finite difference implicit method was used to solve the spontaneous imbibition equations. Accuracy of the modeling is investigated with comparison of the modeling results and the experimental data.

Keywords

Article Title [فارسی]

آنالیز فرآیند آشام غیر همسو از طریق حل مساله با روش تفاضل محدود و با در نظر گرفتن نیروی گرانش

Authors [فارسی]

  • مژگان ابراهیمی نژاد حسن آبادی 1
  • محمدرضا احسانی 1
  • مهناز طیاری 2
  • محمد نیکوکار 3

1 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

2 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 پژوهشکده ازدیاد برداشت از مخازن نفت و گاز، تهران، ایران

Abstract [فارسی]

فرآیند آشام خود به خودی غیرهمسو یکی از مهمترین روش‌های برداشت نفت از مخازن شکاف‌دار آبدوست با تراوایی پایین بلوک ماتریکس به‌حساب می‌آید.  این مطالعه بر آن است که از طریق مدل‌سازی عددی، فرآیند آشام را که در آن  آب از طریق نیروی‌های  گرانش و مویینگی نفت موجود در بستر مکعبی شکل را جاروب می‌کند را بررسی کند و اثر نیروی گرانش بر عملکرد این فرآیند را معین کند.  در این تحقیق،  پدیده‌ی آشام به عنوان فرآیند نفوذی در نظر گرفته شده است.  روش عددی تفاضل محدود ضمنی برای حل معادلات حاکم بر فرآیند آشام خودبه خودی به کار گرفته شده است. دقت مدل ارائه شده با صحه سنجی و مقایسه خروجی این مدل ریاضی و داده‌های آزمایشگاهی بررسی شده است.

Keywords [فارسی]

  • آشام خود به خودی
  • آشام غیرهمسو
  • برداشت نفت
  • نیروی گرانش
  1. P. Kinjal, N. M. Manjo, R. P. Twinkle, “A Mathematical Model of Imbibition Phenomenon in Heterogeneous Porous Media during Secondary Oil Recovery Process” Applied Mathematical Modelling, Vol.37, pp. 2933-2942 (2012).
  2. Sh. Behbahani, G. Di Donato, M. J. Blunt, “Simulation of counter-current imbibition in water-wet fractured reservoirs” Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol. 50, pp.21-39 (2005).
  3. M. Blair, Humble Oil and Refining Co. “Calculation of Oil Displacement by Countercurrent Water Imbibition” SPE Journal 873-PA, Vol. 4, No. 3, pp. 195-202 (1964).
  4. L. Beckner, K. Ishimoto, S. Yamaguchi, A. Firoozabadi, K. Azis, “Imbibition-Dominated Matrix-Fracture Fluid Transfer in Dual Porosity Simulators” presented at the SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Dallas, Texas (1987).     
  5. J. Bourbiaux, F. J. Kalaydjian, “Experimental study of concurrent and countercurrent flows in natural porous media” SPE Reserv. Eng., vol.5, pp. 361– 368 (1990).