پیشگفتار مؤلفین 2

فصل  1 5

مقدمه 5

1-1 نیاز به مدل‌سازی مخزن 6

1-2 هدف از مدل‌سازی مخزن 6

1-3 پروتکل‌های کلاسیک مهندسی مخزن در مقابل مدل‌سازی عددی 7

1-4 اجزای اساسی یک مدل مخزن 8

1-4-1 معادلات اساسی مدل ریاضی 8

1-4-2 مدل عددی 11

1-4-3 مدل کامپیوتری 11

1-5 چرا مخزن را مدل کنیم؟ 12

1-5-1 میادین تازه کشف شده 12

1-5-2 میادین رشد یافته 13

1-5-3 انتخاب پروژه 13

1-5-4 مدل‌سازی به عنوان یک فرآیند پویا 13

1-6 خلاصه 14

فصل 2 16

ریاضیات مهندسی مخزن 16

2-1 معادله ترابرد تعمیم یافته (GTE) 18

2-1-1 دیدگاه لاگرانژی 18

2-1-2 قضیه دیورژانس و عملگرهای دیفرانسیل 20

2-1-3 تعریف جریان با ديدگاه رینولدز، فرمولاسیون اویلر و معادله انتقال تعميم يافته 23

2-2 معادله انتقال عمومی اعمال شده در محیط متخلخل 25

2-3 مرور معادلات جریان در محیط‌های متخلخل 28

2-3-1 معادلات جریان تک‌فازی 28

2-3-2 توسعه معادلات جریان به جریان چندفازی 34

2-3-3 توسعه معادلات جریان به جریان ترکیبی 37

2-3-4 تبدیل‌های مختصات 39

2-4 مسائل 44

فصل 3 46

مبانی مهندسی مخزن 46

3-1 محیط متخلخل به عنوان یک پیوستگی 46

3-2 معادلات بنیادی 47

3-3 مفاهیم تراکم پذیری سیال و سنگ 49

3-3-1 تراکم پذیری مایعات و سیالات 49

3-3-2 گاز ها و قانون گاز واقعی 51

3-3-3 تراكم پذيري سنگ و تراكم پذيري كل 53

3-4 تخلخل و توزیع تخلخل 54

3-5 تراوایی و توزیع تراوایی 58

3-5-1 ویژگیهای معادله دارسی 58

3-6 مفهوم جریان بالقوه 60

3-7 نفوذپذیری به عنوان یک تنسور متقارن از مرتبه دوم 63

3-8 ترشوندگی و کشش بین‌سطحی 66

3-9 مفهوم نفوذپذیری نسبی 68

3-10 فشار مویینگی در محیط متخلخل 76

3-11 ضریب پوسته و جریان گمانه 79

3-12 مسائل 83

فصل4 86

مدل‌های سیالات هیدروکربوری و ترمودینامیک 86

4-1 انتخاب‌های مدل‌سازی سیالات مخزن 86

4-2 مدل‌سازی سیال ترکیبی: سیال  Ncجزئی 91

4-2-1 تعادل ترمودینامیکی و نسبت‌های  Ki 96

4-2-2 مدل‌سازی ترکیبی و محاسبات فلش 98

4-3 مدل سیال نفت سیاه و خواص PVT آن 100

4-3-1 محاسبات ترکیبی در مدل‌های نفت سیاه 107

4-3-2 ترمودینامیک سیالات نفتی سیاه و محاسبات فلش 113

4-3-3 داده‌های PVT نفت سیاه از اطلاعات ترکیبی و چگالی 121

4-4 مسائل 125

فصل 5 127

معادلات انتقال مهندسی مخزن 127

5-1 بقای جرم در مدلهای مهندسی مخزن ترکیبی 128

5-1-1 معادلات ترکیبی کلی در همه فازها 133

5-2 سیال تراکم ناپذیر (به عنوان مثال، آب) تک فاز ("Np=1" )، تک جزء ("Nc=1" ) 135

5-3 سیال کم تراکم پذیر (به عنوان مثال، نفت) تک فاز ("Np=1" )، تک جزء ("Nc=1" ) 138

5-4 سیال تراکم پذیر (به عنوان مثال، گاز خشک) تک فاز ("Np=1" )، تک جزء ("Nc=1" ) 141

5-5 مسئله جریان مایع / مایع غیر قابل امتزاج (به عنوان مثال، نفت / آب) دوفاز ("Np=2" )، دو جزء ("Nc=2" ) 143

5-6 فرمول استاندارد نفت سیاه برای جریان نفت/گاز، دوفاز ("Np=2" )، دو جزء ("Nc=2" ) 145

5-7 فرمولاسیون نفت سیاه توسعه یافته برای جریان نفت/گاز/آب، سه فاز ("Np=3" )، سه جزء ("Nc=3" ) 147

5-8 مسائل 158

فصل 6 160

راه‌حل‌های تحلیلی مهندسی مخزن 160

6-1 راه‌حل‌های تحلیلی مخزن و تجزیه و تحلیل سیستم‌ها 161

6-2 فرمولاسیون کلاسیک و مفهوم نفوذ هیدرولیک 162

6-3 مدل‌های تحلیلی در تجزیه و تحلیل تست چاه و هدف تست چاه 163

6-4 استخراج معادله جریان استوانه‌ای شعاعی کلاسیک 166

6-5 فرمولاسیون تحلیلی جریان مایع 169

6-6 فرمولاسیون تحلیلی جریان تراکم پذیر 171

6-6-1 معادلات جریان تراکم پذیر: رویکرد فشار 173

6-6-2 معادلات جریان تراکم پذیر: رویکرد "p2" 174

6-6-3 معادلات جریان تراکم پذیر: رویکرد بالقوه گاز واقعی 175

6-7 گروه‌های بدون بعد و فرم بدون بعد معادلات حاکم 178

6-7-1 اشتقاق گروه‌های بدون بعد 179

6-7-2 فرم بدون بعد مدل تست چاه 183

6-8 ایدهآل سازیهای کلاسیک مرزی مخزن در راهحلهای تحلیلی 184

6-9 راه حلهای تحلیلی فرمول بدون بعد 186

6-9-1 راه حل تحلیلی بینهایت 186

6-9-2 راه‌حل‌های تحلیلی مخزن محدود 192

6-10 مفاهیم مهم تجزیه و تحلیل تست خوب 196

6-11 انحراف از رفتار ایدهآل 202

6-11-1 نرخهای متغیر و اصل برهم نهی 203

6-11-2 مناطق زهکشی غیر مستدیر: روش تصاویر 210

6-11-3 اثرات جریان چند فازی 224

6-11-4 پوسته و اثرات اینرسی – آشفتگی 225

6-11-5 پوسته وارد به محدوده 227

6-11-6 اثرات ذخیره‌سازی چاه 229

6-12 تکنیک‌های تجزیه و تحلیل داده‌های گذرا فشار ("PTA" ) 231

6-12-1 تجزیه و تحلیل افزایش فشار (PUB) 232

6-12-2 تجزیه و تحلیل کاهش فشار ("PDD" ) 245

6-13 تکنیک‌های نقشه‌برداری منسجم 255

6-14 مسائل 266

فصل 7 268

راه حلهای عددی مهندسی مخزن 268

7-1 سری تیلور و طرح‌های عددی 270

7-2 نمایش‌های روش حجم متناهی معادلات جریان 273

7-3 نمایش FVM معادلات جریان تک‌فاز 275

7-3-1 جریان تراکم‌ناپذیر تک‌فاز 275

7-3-2 جریان تک‌فاز کم‌تراکم پذیر 282

7-3-3 جریان تراکم‌پذیر تک‌فاز 290

7-4 نیوتن - رافسون و پاسخ‌های عددی تک‌فاز 295

7-5 نمایش FVM جریان چند فازی: معادلات نفت سیاه 301

7-5-1  جریان مایع/مایع (نفت/آب) امتزاج‌ناپذیر 301

7-5-2 فرمول‌بندی توسعه‌یافته و استاندارد نفت سیاه 306

7-6 حل معادلات عددی چند فازی نفت سیاه 310

7-6-1 فشار ضمنی، روش اشباع صریح (IMPES) 310

7-6-2  روش نیوتن - رافسون تعمیم‌یافته 314

7-7 نمایش FVM جریان چند فازی: معادلات ترکیبی 319

7-8 حل معادلات عددی چند فازی ترکیبی 324

7-8-1 راه‌حل‌های ترکیب کلی فشارI ام 324

7-8-2 راه‌حل‌های جرم کلی فشار I 331

7-9 مسائل 334

فصل 8 336

مدلهای پروکسی و ترکیبی در مهندسی مخازن 336

8-1 استفاده از مد‌ل‌های مبتنی بر هوش مصنوعی در صنایع بالادستی نفت 337

8-2جعبه ابزارهای مبتنی بر شبکه‌های عصبی مصنوعی برای تصمیم‌سازی در مهندسی مخزن 342

8-2-1 جعبه ابزار غربالگری ازدیاد برداشت 342

8-2-2 جعبه ابزار آنالیز چاه آزمایی 344

8-2-3 جعبه‌ابزار آنالیز مهندسی بهره‌برداری و مخزن کلی 349

8-3 بررسی اجمالی تغییرات ریاضی در شبکه‌های عصبی مصنوعی 356

8-4 مسائل 370

فصل 9 371

شبیهسازی مخازن با استفاده از نرم افزار MATLAB 371

9-1 شبیهسازی مخزن تکبعدی 371

9-2 شبیهسازی مخزن دوبعدی با سیستم تزریق آب 5-spot با روش IMPES 375

9-2-1 معرفی مخزن 375

9-2-2 معادلات ریاضی شبیهسازی 376

9-2-3 برنامهنویسی MATLAB 378

فصل 10 398

مدلسازی و شبیهسازی مخازن با استفاده از نرمافزار SGEMS 398

10-1 معرفی فضای نرمافزار و کاربرد بخشهای مختلف آن 398

10-2 نحوه واردکردن کدها 401

10-3 قابلیتهای نرمافزار جهت اجرای کامل یک پروژه 402

10-4 مدلسازی زمینآماری برای یک حوزه نفتی 404

10-5 نتایج مربوط به مدل 411

فصل 11 413

مدلسازی و شبیهسازی مخازن با استفاده از نرمافزار CMG 413

11-1 معرفی نرمافزار و ماژولها 413

11-2 آموزش نرم‌افزار WinProp 414

11-3 شبیه‌سازهای دینامیکی 525

11-4 معرفی ماژول STARS 604

11-5 معرفی و آموزش ماژول CMOST 650

فصل 12 667

مدلسازی و شبیه‌سازی مخازن با استفاده از نرمافزار پترل 667

12-1 معرفی نرم‌افزار پترل 667

12-2 اهمیت مدل‌سازی و شبیه‌سازی مخازن 668

12-3 معرفی ماژول‌های اصلی نرم‌افزار پترل 668

12-3-1 بررسی عمیق ماژول ژئوفیزیک 670

12-3-2 بررسی عمیق ماژول زمین‌شناسی 672

12-3-3 بررسی عمیق ماژول مهندسی مخازن 675

12-3-4 بررسی عمیق ماژول بهره‌برداری 677

12-3-5 بررسی عمیق ماژول ارزیابی عدم قطعیت‌ها و بهینه‌سازی 680

12-3-6 بررسی عمیق ماژول‌های تحلیلی و گزارش‌دهی 683

12-4 کار با نرم افزار پترل 686

12-4-1 داده‌های مورد نیاز مخزن 687

12-4-2 رابط کاربری پترل 687

12-4-2-1 پنجره نمایش 688

12-4-2-2 کاوشگر پروژه 688

12-4-2-3 نمودار فرآیند 689

12-4-2-4 نوار ابزارها 689

12-4-2-5 تغییر رنگ پس‌زمینه یک پنجره 3 بعدی 690

12-4-3 مراحل اصلی برای ساخت یک مدل استاتیک جدید 691

12-4-3-1 ایجاد یک پروژه جدید 692

مراجع 781