نظام الأنتاج في الحقول النفطية

#نظام الأنتاج ويتكون من :-
• المكمن Reservoir
• البئر Well
• راس البئر Wellhead
• شجرة الميلاد Christians tree 
• الخانق Choke
• أنابيب الجريان Flow line
• العازلات#المكمن :-
عبارة عن مكان تواجد النفط داخل الصخور الخازن للنفط وتصنف المكمن بالاعتماد على :-

1. النظرة الجيولوجية
2. المواد الهيدروكاربونية H.C
3. ميكانيكية طاقة الدفع للموائع

#أنواع المكامن حسب المواد الـ (h.c) والتي لها علاقة مباشرة بالضغط والحرارة :-
1. مكامن الغاز الجاف Dry Gas res.
2. مكامن الغاز الرطب Wet Gas res.
3. مكامن الغازات المتكثفة Retrograde Gas res.
4. مكامن النفط الاسود Black oil res.
5. مكامن النفط المتطاير Volatile oil res.

ويمكن توضيح هذه المكامن الهيدروكاربونية بمنحني يمثل العلاقة بين الضغط المكمني والحرارة المكمنية .

#تصنف المكامن حسب قوة الدفع الى :-
1. مكامن حجمية Volumetric rese : يتم الانتاج بالاعتماد على طاقة المكمن للانتاج حيث لايوجد غير الغاز الذائب كطاقة انتاج النفط .
2. مكامن الدفع بقوة الغاز (القبة الغازية ) Gas Cap Draive
3. مكامن الدفع بقوة الماء المكمني ( Water Drive reservoir )

#تصنف الآبار الأنتاجية production well classic fication
1. بئر مفتوح الجريان Open Hole
2. آبار شقية (الخطية) Slotted Line
3. آبار فتح في منطقة رملية Gravel Pack
4. الأبار المبطنة المثقبة Cemented cased and perforated

#رأس ا لبئر :-
عبارة عن مجموعة من الصمامات ومزود بمقاييس لقياس الضغط ويربط على بطاقة البئر .

#شجرة الميلاد :- Christmas tree
عبارة عن مجموعة من الصمامات على شكل شجرة الميلاد وتحتوي على مقاييس الضغط ويربط عليه انبوب الخانق Choke .

#الخانق :- Choke
هو صمام خانق يسيطر على معدل الجريان .

#العازلات :-
عبارة عن وعاء باشكال مختلفة كروية او افقية او عمودية وباحجام مختلفة اعتمادا على القدرة التصميمية للعازلات وتكون اما عازلات ذات طورين ( غاز/ نفط ) اوثلاثة أطوار ( غاز / نفط / ماء ) .
________________________________________

#أنواع الجريان في المكامن النفطية

بالنسبة للجريان في الوسط المسامي تطرقنا للجريان الهندسي ويكون على ثلاثة انواع :-
1. جريان خطي lines flow في الابار المفتوحة O.H
2. جريان شعاعي Radial flow
3. جريان كروي Spherical flow ويكون في الابار المثقبة .

#ملاحظة : في هندسة النفط يفضل الجريان الخطي والشعاعي لانه يعطي انتاجية أعلى .
________________________________________

#علاقة الضغط مع الزمن ونصف قطر البئر :-

هناك ثلاثة حالات جريان يمثل وضعية المكمن :
1. الحالة المستقرة Steady state (SSF) حيث يكون p/∂t = 0∂ في الابار ذات الدفع القوي والجريان يحصل نتيجة فرق في الضغط (Pi – Pwf ) حيث Pi ضغط المكمني (الابتدائي) وPwf ضغط قاع البئر فلذلك في هذه الحالة (المستقرة) يكون الانتاج في t1 نفسه t2,t3,……..)) فعندما يكون Pوt ثابت فالمشتقة الجزيئية لهما تساوي صفر .
وافضل تمثيل رياضي لهذه الحالة هو قانون دارسي Darcys low :

Ф/µ ∂ S ∂ U= K حيث : U = velocity
K = النفاذية و µ = اللزوجة الحركية و Ф = الجهد Potential و S = طول عمود المائع
K/ µ = الحركية mobility .
ومن هذه المعادلة العامة تم اشتقاق معادلة معدل الجريان للحالة المستقرة

qo= 7.08*10-3 Kh (Pi-Pwf)/µoBo{Ln(re/rw)}

حيث qo معدل الجريان و K النفاذية و h سمك الطبقة المنتجة وµo لزوجة المائع و Bo معامل التكوين الحجمي و re نصف قطر الطبقة المنتجة و rw نصف قطر البئر .
وتتناسب معدل الجريان طرديا مع النفاذية وسمك الطبقة وعكسيا مع اللزوجة ومعامل التكوين الحجمي .

2. الحالة الغير مستقرة Unsteady state USSF
في هذه الحالة p/∂t = exit ∂ (موجود) أي ان هناك تغير الضغط بمرور الزمن بسبب عدم وجود تعويض بالنقص الحاصل في الضغط المكمني وتستخدم معادلة الانتشارية تحديدا لهذه الحالة Diffusivity equation
2ρ/∂r2 + ∂ρ/∂r * 1/r = ФµC/K *∂ρ/∂t ∂
وهناك حلين في الهندسة النفطية لهذه المعادلة :-
• الحل الاول : Constant terminal rate (CTR)
• الحل الثاني : Constant terminal pressure (CTP)

3. الحالة الشبه مستقرة أو الزائفة Pseudo steady state (PSSF)
وتكون في هذه الحالة :-
• ليس هناك Flow Boundry جريان من المحيط نتيجة المدافع .
• علاقة ∂ρ/∂t = constant
• مكامن ذات نزول سريع للحفظ .
________________________________________

#علاقة أدائية الجريان
Inflow Perfomance Relation ship

هو علاقة او منحني بين الجريان (q) وبين الضغط المكمني (ρwf) والـ IPR هو دالة للـ (q) .
لحساب IPR نحتاج حساب دليل الانتاجية (PI) production index (J) .
ونحسب قيمة (J) من معرفة معدل الجريان (q) وكذلك فرق الضغط بين ضغط الطبقة وضغط البئر بعد ذلك نقوم برسم العلاقة بين الـ (q) والـ ( ρwf) .
حيث يكون معدل الجريان (q) دالة لضغط الطبقة ( ρwf)

AOF=Absolute oil flow
Pi= الضغط الابتدائي الكلي
Ρwf= ضغط البئر

#ملاحظة :-
1. حيث ان العلاقة تكون بشكل خط مستقيم وذلك بسبب ان لدينا حالة طور واحد .
2. عندما يكون ρwf PI= فعندها q=0
3. J=q/Δp

ومن المعادلة أعلاه نلاحظ ان التناسب طردي بين الجريان ودليل الانتاجية وعكسيا مع الضغط .
حيث :- جريان انتقالي for TF ρwf Δp = ρi-
Δp = ρe- ρwf for SSF
Δp = ρ-ρwf for PSS
Theoratical Models :-

qo= 7.08*10-3 Kh (Pi-Pwf)/µoBo{Ln(re/rw+s)}

حيث يتم السيطرة على قيمة الـ ρwf وزيادتها بواسطة الـ Backer اما بقية القيم فلا نستطيع تغييرها فهي ثابتة في المعادلة .

________________________________________

ألـ IPR بالنسبة لـطورين reservoir 2- phace
وتم حسابها من معادلة فوكل :-
qo= qomax.{1-0.2(ρwf/ρ)-0.8(ρwf/ρ)2}
حيث أن :-
qomax = √ρ/1.8 وكذلك بالنسبة لـ PSSF

J= Ko h (Pi-Pwf)/191.2µoBo{Ln(re/rw-3/4+s)}

وتم تطوير معادلة فوكل من قبل العالم Fet Kovich الى أن تم التوصل الى معادلة فوكل العاملة.