Pressure and temperature behaviors of single-phase water geothermal reservoirs under various production/injection schemes
Tek-faz su içeren jeotermal rezervuarların çeşitli üretim/enjeksiyon durumlarındaki basınç ve sıcaklık davranışları
- Tez No: 350437
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ONUR, DOÇ. DR. ÖMER İNANÇ TÜREYEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği, Petroleum and Natural Gas Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 230
Özet
Tarihsel çakıştırmayla üretim verisinin birleşimi petrol ve jeotermal endüstrisinde olağan bir durum haline gelmiştir. Rezervuarların karakterizasyonu için, son zamanlarda basınç verilerine ek olarak sıcaklık verilerinin araştırılması birçok araştırmacının dikkatini çekmektedir. Yapılan araştırmalar göstermektedir ki basınç ölçümlerine ek olarak sıcaklık ölçümleri rezervuar tanımlamasında katkı sağlamaktadır. Jeotermal uygulamalardaki sıcaklık ölçümlerine yapılan tarihsel çakıştırma, sadece rezervuar içerisindeki sıcaklık davranışını değil, aynı zamanda sıcaklık ölçümleri kuyu üretim veya kapama dönemindeyken kuyu içerisinde veya kuyu yüzeyinde yapılabildiğinden, kuyu içi veya kuyu yüzeyindeki sıcaklık davranışını da modelleyebilen ileri bir modelin kullanımını gerektirir. Bu çalışmada, tek-faz sıvı hakim jeotermal sistemlerin hem basınç hem de sıcaklık davranışlarını modelleyebilen izotermal olmayan sayısal bir rezervuar simülatörü (ileri model) sunulmaktadır. Model, rezervuar için kütle ve enerji denge denklemlerinin birlikte çözme esasına dayanmaktadır. Geliştirilen model, kuyuda yapılacak gerçekçi sıcaklık simülasyonlarını gerçekleştirerek rezervuardan alt ve üst bitişik tabakalara olan ısı kayıplarını da modelleyebilmektedir. Bütün denklemler, doğrusal olmayan koşulların üstesinden gelmek için iyi bilinen Newton yöntemi kullanılarak tamamen kapalı bir halde çözülmektedir. Model, iki boyutlu (r-z) silindiriktir ve bu sebeple, kuyu yüzeyi basınç ve sıcaklık davranışlarının gerçekçi tanımlamalarını sağlamaktadır. Bu modeli kullanarak, özellikle sıcaklığın üzerine birçok formasyon ve kuyu özelliğinin duyarlılığı çalışılmaktadır. Bu çalışmada gerçekleştirilen örnek uygulamalar, geçirgenlik, zar faktörü, gözeneklilik, ısıl iletkenlik ve kayaç ısıl kapasitesi gibi çeşitli rezervuar parametrelerinin basınç ve sıcaklık davranışlarına etkileriyle özellikle kuyu yüzeyi sıcaklık davranışlarının bu parametrelerin değişimine olan duyarlılıklarını araştırmak için kullanılmıştır. Rezervuar parametrelerinin sıcaklık davranışı üzerine etkileri, ilgili parametrenin doğal logaritmasına göre sıcaklığın türevi olarak tanımlanan duyarlılık katsayıları vasıtasıyla sayısallaştırılarak hesaplanmış ve karşılaştırılmıştır. Sıcaklığın söz konusu parametrelere olan duyarlılığını araştırmak için çeşitli sentetik örnekler tasarlanmıştır. Bu sentetik örnek çalışmaların sonuçlarına bağlı olarak, üretim veya enjeksiyon durumu (sabit debide üretim veya üretimi izleyen kapama dönemi ile sabit debide enjeksiyon veya enjeksiyonu izleyen düşüm dönemi) için, kuyu yüzeyi sıcaklığının gözeneklilik, geçirgenlik, kayaç ısıl iletkenliği, kayaç yoğunluğu ve kayaç ısıl kapasitesi gibi parametrelere duyarlılığı olduğu bulunmuştur. Zar faktörü (kuyuya yakın civarda oluşan hasar veya canlandırma nedeniyle) ve geçirgenliğin sabit basınçta enjeksiyon durumu için kuyu yüzeyi sıcaklığına önemli etkisi olduğu gözlemlenmiştir. Bu sonuçlar, duyarlılık katsayılarının akışkan ve ısı akışı parameterlerinin sıcaklık ölçümlerinden daha iyi belirlenebileceği gerçeği nedeniyle ters problem çözümleri ve tarihsel çakıştırmayla parametre tahmin çalışmaları ile ilgili olası gelecek çalışmalara da rehberlik etmektedir.
Özet (Çeviri)
The integration of production data such as pressure, rate, etc., through history matching has become common place throughout the petroleum and geothermal industries. The investigation of temperature data in addition to pressure for the purpose of reservoir characterization has recently attracted the attention of various researchers. It has been shown that temperature measurements in addition to pressure measurements aid in reservoir characterization. History matching of temperature measurements in geothermal applications requires the usage of a forward model which is capable of simulating the temperature behavior not only inside the reservoir but also inside or at the sandface along the wellbore as temperature measurements can be made inside or at the sandface along the wellbore in a producing or a shut-in well. In this study, a non-isothermal numerical reservoir simulator (or forward model) that is capable of simulating both pressure and temperature behaviors of single-phase liquid-dominated geothermal systems is presented. The model is based on solving the mass and energy balance equations for the reservoir. Furthermore, the model is also capable of simulating heat losses from the reservoir to the adjacent overburden and underburden strata enabling realistic simulations of temperature to be made in the well. All equations are solved in a fully-implicit manner using the well-known Newton?s method for handling the non-linearity. The model is 2D (r-z) cylindrical and hence provides realistic descriptions of sandface pressure and temperature behaviors. Using the model, the transient behavior of especially temperature and various sensitivities of formation and well properties on the pressure and temperature responses are studied. The example cases considered in this study were used to investigate the effects of various reservoir parameters such as permeability, skin factor, porosity, thermal conductivity and rock heat capacity on pressure and temperature behaviors and the sensitivities of pressure and temperature, especially sandface temperature, to changes in these parameters. The effects of the reservoir parameters on temperature response were quantified through the use of sensitivity coefficients, which are defined as the derivatives of temperature with respect to the natural logarithm of the parameter of interest, were calculated and compared. Various synthetic examples have been designed to investigate the sensitivity of temperature to the aferomentioned parameters. Based on the results of these synthetic case studies, it has been found that, depending on the production or injection mode (constant-rate production, or shut-in following production or fall-off following injection), the sandface temperature shows sensitivity to parameters like porosity, permeability, rock thermal conductivity, rock density and rock heat capacity. It has also been found that skin (due to damage or stimulation around the well) and permeability have significant effects on sandface temperature at constant pressure injection case. These results also guide the possible future works to be conducted on the inverse problem solutions and parameter estimation studies by history matching because the sensitivity coefficients provide information which of the fluid and heat flow parameters can be better determined from temperature measurements.
Benzer Tezler
- Numerical investigation of the single phase forced convection heat transfer characteristics of nanofluids flowing in enhanced tubes
Nanopartiküllü tek fazlı akışlarda iç yüzeyi iyileştirilmiş boruların ısı transfer karakteristiklerinin numerik olarak incelenmesi
NURULLAH KAYACI
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET SELİM DALKILIÇ
- Havuz kaynamasında bir mikro oyuktaki kabarcıklanmanın incelenmesi
Study of bubble nucleation in a microcavity in pool boiling
TUĞBA TETİK
Doktora
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL YALÇIN URALCAN
- Basınçlı su reaktörleri U borulu buhar üreteçlerinin termo-hidrolik modellenmesi
Thermal-hydraulic analysis of U-tube steam generators for gressurized water reactors
SÜLEYMAN ÖZKAYNAK
- AISI 304 ve 430 kalite paslanmaz çeliklerin mikroyapılarına, mekanik özelliklerine ve korozyon davranışlarına soğuk deformasyonun etkileri
The effects of cold deformation on the microstructures, mechanical properties and corrosion behaviours of AISI 304 and 430 grade stainless steels
TAHİR OSMANOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. KELAMİ ŞEŞEN