بهبود تولید یک میدان نفتی با استفاده از مدل سازی یکپارچه و کنترل بهینه

با تولید پیوسته از یک مخزن نفتی، فشار مخزن و دبی تولیدی کاهش پیدا می کنند. اگر نسبت گاز به نفت تولیدی، فشار جریان ته چاهی و ویژگی های سیال مخزن مناسب باشند، با استفاده از فرازآوری مصنوعی با گاز، دبی تولیدی افزایش پیدا خواهد کرد. در فرآیند فرازآوری مصنوعی با گاز، شرایط مخزن، چاه و تاسیسات سطح الارضی به صورت پیوسته تغییر می کنند؛ بنابراین باید بر عملیات تزریق گاز نظارت داشت و شرایط تزریق را متناسب با این تغییرات، به روزرسانی کرد تا بهینه ترین دبی تولیدی به دست آید و کارایی یک میدان هیدروکربنی را پیش بینی کرد. یکی از مشکلاتی که در فرآیند فرازآوری با گاز اتفاق می افتد، ناپایداری است. ناپایداری باعث کاهش تولید نفت و آسیب رساندن به تاسیسات می گردد. همچنین با توجه به محدودیت حجم گاز موجود جهت تزریق بایستی تخصیص و کنترل گاز تزریق شده در بین چاه های تولیدی به گونه ای باشد که تولید در شرایط بهینه انجام شود. در این مطالعه مخزن نفتی با استفاده از نرم افزار Eclipse شبیه سازی شد و سپس به کمک نرم افزار PRosPER مدل سازی چاه های تولیدی و شبکه خطوط لوله جریانی سطح الارضی انجام شد. در نهایت با استفاده از نرم افزار MATLAB، اتصال مدل های مخزن، چاه و شبکه خطوط لوله جریانی به منظور ایجاد مدل یکپارچه و تخصیص بهینه گاز تزریقی بین چاه ها به کمک الگوریتم ژنتیک انجام شد. طبق سناریو های مختلف، گاز تزریقی بین چاه ها توزیع شد. میزان تولید نفت و درآمد حاصل از هر سناریو ثبت شد. طبق نتایج به دست آمده، استفاده از مدل یکپارچه بهره برداری همراه با سیستم کنترل بهینه در فرآیند فرازآوری با گاز در مقایسه با شرایط تولید طبیعی مخزن مورد مطالعه، باعث افزایش 86/224% درآمد می شود. همچنین در نظر گرفتن ناپایداری به عنوان محدودیت در سیستم کنترل بهینه تزریق گاز مدل یکپارچه بهره برداری باعث کاهش 93/2% درآمد حاصل شده از مخزن می شود. اما در بلند مدت سبب کاهش آسیب به تاسیسات پایین دستی میدان نفتی می گردد.