| dc.description.abstract | Denne oppgaven undersøker samspillet mellom reservoar og brønn under væskeopphopning
(liquid loading). Det kan oppstå kryss-strømninger mellom reservoarsoner
med ulike egenskaper, og denne oppgaven undersøker om væske-opphopning
i brønnen kan utløse et slikt fenomen. Studiet baseres på numeriske simuleringer
der en reservoarsimulator er koblet til en flerfase brønnsimulator.
Den første delen av oppgaven setter søkelys på strømningsdynamikken som
fører til væske-opphopning. Turners ligning sammenlignes med gasshastighet, dråpehastighet
og væske-filmhastighet frembrakt av brønnsimulatoren. I tillegg sammenlignes
modeller for stasjonær og ikke-stasjonær strømning, ettersom stasjonære
strømningsbeskrivelser kan være upassende for å beskrive ikke-stasjonære hendelser.
Den andre delen av studien tar for seg fenomener relatert til væske-opphopning
i flerlagsreservoarer med ulike egenskaper. Spesielt hvordan opphopning påvirker
produksjon gjennom omfordeling av væske, kondensatbanking og kryss-strøm
mellom reservoarsoner.
Støttende programvare er utviklet i Python ved bruk av Conda og Jupyter
Notebook for å behandle, analysere og generere figurer basert på utdatafiler fra
brønnsimulatoren og reservoarsimulatoren. Programvaren inkluderer også en kritisk
hastighets- og ratekalkulator basert på Turners ligning, som bruker væskeegenskaper
fra PVT-filer og trykk- og temperaturverdier fra simuleringene.
Simuleringene viser at væske-opphopning starter når væskefilmen begynner å
strømme nedover. Hvis opphopning oppstår, vil det meste av væsken strømme inn
i den mest uttømte sonen, som vanligvis er den høypermeable sonen, i stedet for å
samle seg i bunnen av brønnen. Denne kryss-strømningen viser seg å avhenge av
kapillært trykk. Væske-opphopning kan utløse kryss-strøm mellom reservoarsoner,
men produksjonsstrategi, reservoaregenskaper og væskeegenskaper påvirker fenomenet
betydelig.
Det er viktig å merke seg at forskningen ikke er sammenlignet med virkelige
data. Fremtidig arbeid kan inkludere modellering basert på virkelige inngangsdata
og verifisere om de viktigste funnene i denne avhandlingen er mulige. I tillegg
kan væske-opphopning og forekomsten av kryss-strøm studeres i inklinerte eller
horisontale brønner, ettersom væskestrømning påvirkes av orientering. | |
| dc.description.abstract | This thesis investigates the reservoir and well interaction during liquid loading.
Crossflow can occur between reservoir zones of different properties, and this study
examines whether liquid loading can trigger such a phenomenon. The study is
based on numerical simulations, where a reservoir simulator is coupled to a transient
multiphase wellbore simulator.
The first part of the study focuses on the flow dynamics that initialize liquid
loading. Turner’s equation is compared to the gas, droplet, and liquid film velocities
generated by the wellbore simulator. In addition, steady-state and transientflow
models are compared, since steady-state descriptions are commonly used but
may be inadequate for analysis. The second part of the study addresses liquidloading-
related phenomena in multilayered reservoirs with different properties.
Specifically, how liquid loading affects production through fluid redistribution,
condensate buildup, and crossflow between reservoir zones.
Supportive software is developed in Python using Conda and Jupyter Notebook
to efficiently process, analyze, and generate plots from the output files generated
by the wellbore and reservoir simulators. The software also incorporates a
critical velocity and rate calculator based on Turner’s equation, with the addition
of using fluid properties from PVT files and pressure and temperature from the
simulations.
Simulations show that the liquid loading starts when the liquid film reverses.
If liquid loading occurs, most of the liquid will flow into the most depleted zone,
which is typically the high-permeability zone, rather than accumulating at the
bottom of the well. However, this depends on the production strategy and reservoir
properties such as capillary pressure. Liquid loading can trigger crossflow between
adjacent reservoir zones, but the production strategy, reservoir properties,
and fluid properties significantly affect the phenomenon. Isolating the reservoir
zones and regulating the flow from each zone can increase the total production
of gas, without the use of an artificial lift.
It is important to note that the research has not been compared to real-world
data. Suggested future work is to make a model based on real-world input and
verify whether the key findings in this thesis are plausible. Additionally, liquid
loading and the occurrence of crossflow can be studied in inclined or horizontal
wells, since orientation strongly affects fluid flow. | |
