Tek-faz Su İçeren Jeotermal Rezervuarların Çeşitli Üretim/enjeksiyon Durumlarındaki Basınç Ve Sıcaklık Davranışları

Abstract

Rezervuarların karakterizasyonu için, son zamanlarda sıcaklık verilerinin araştırılması birçok araştırmacının dikkatini çekmektedir. Basınç verilerine ek olarak sıcaklık ölçümleri rezervuar tanımlamasında katkı sağlamaktadır. Jeotermal rezervuar tanımlaması için sıcaklık ölçümlerinin kullanımı, bir jeotermal sistemin sıcaklık davranışını modelleyebilen ileri bir modelin kullanımını gerektirir. Bu çalışmada, tek-faz sıvı hakim jeotermal sistemlerin hem basınç hem de sıcaklık davranışlarını modelleyebilen izotermal olmayan bir rezervuar simülatörü sunulmaktadır. Model, rezervuar için kütle ve enerji denge denklemlerini birlikte çözme esasına dayanmaktadır. Üstelik, model kuyuda yapılacak sıcaklık simülasyonlarını gerçekleştirerek rezervuardan tabakalara olan ısı kayıplarını da modelleyebilmektedir. Bütün denklemler, doğrusalsızlığın üstesinden gelmek için iyi bilinen Newton yöntemi kullanılarak tamamen kapalı bir halde çözülmektedir. Model iki boyutlu (r-z) silindiriktir ve bu sebeple, kuyudibi basınç ve sıcaklık davranışlarının gerçekçi tanımlamalarını sağlamaktadır. Geliştirilen modeli kullanarak, basınç ve sıcaklık davranışları üzerine birçok formasyon ve kuyu özelliğinin duyarlılığı çalışılmaktadır. Bu çalışmada gerçekleştirilen sentetik örnekler kuyudibi sıcaklığının geçirgenlik, zar faktörü ve gözenekliliğe kayaç ve akışkan ısıl iletkenliği, kayaç ısı kapasitesi gibi diğer petrofiziksel parametrelere kıyasla önemli ölçüde duyarlılığı olduğunu göstermiştir. Bu sebeple, sıcaklık verisinin tarihsel çakıştırmasıyla bazı rezervuar parametrelerini tahmin etmenin mümkün olduğu sonucuna varılabilir.

The investigation of temperature data for the purpose of reservoir characterization has recently attracted the attention of various researchers. Temperature measurements in addition to pressure data have been shown to aid in reservoir characterization. The use of temperature measurements for geothermal reservoir characterization requires a forward model which is capable of simulating the temperature behavior of a geothermal system. In this study, a non-isothermal reservoir simulator that is capable of simulating (or forwarding) 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 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 wellbore pressure and temperature behaviors. The transient behavior of especially temperature and various sensitivities of formation and well properties on the pressure and temperature responses are studied by using the model developed. The synthetic examples considered in this study have shown that the wellbore temperature show significant sensitivities to permeability, skin factor, and porosity compared to the other petrophysical parameters such as rock and fluid termal conductivity and rock heat capacities. Hence, it can be concluded that such parameters can be reliably estimated by history matching of temperature data.