شبیه سازی جریان همرفت در یک میکرومدل شکافدار برای مخازن نفتی ترکدار

عمده مخازن نفتی ایران را مخازن شکافدار تشکیل می دهند. همرفت به دلیل تأثیرگذاری بر شبیه سازی خطوط جریانی و نیز خواص سیال ستون نفتی یکی از پدیده های مهم در مخازن شکافدار، چه قبل و چه بعد از تولید است. همرفت، دو فاکتور مهم در مخزن دارد: 1- اختلاف چگالی لازم برای شروع همرفت که در قالب عدد ریلی بحرانی بیان می شود؛ 2- سرعت همرفت که سرعت همرفت، دما، شکل و عرض سلول ها تابع یکدیگرند. در این تحقیق معادلات حاکم بر همرفت در یک میکرومدل مستطیل شکل آزمایشگاهی، با روش تفاضل محدود در توزیع دماهای مختلف، حل و نتایج بدست آمده برای عرض سلول ها و سرعت آنها با نتایج آزمایشگاهی، مقایسه و روند تغییرات عرض و سرعت سلول ها بررسی شده اند. معادلۀ توزیع دمایی از دو قسمت یکی ترم های مربوط به همرفت و دیگری ترم های مربوط به رسانایی تشکیل شده است. اهمیت بیشتر هر یک از این دو قسمت در مقایسه با دیگری سبب رخ دادن توزیع دماهای متفاوتی می شود. در سرعت های کمتر همرفت، انتقال گرمای بیشتری بر اثر رسانایی صورت می گیرد و سلول های همرفتی عرض کمتری دارند؛ برعکس وقتی سرعت همرفت بیشتر باشد ترم های همرفتی، اهمیت بیشتر و سلول های همرفتی شکل توسعه یافته تری می یابند. عرض سلول های همرفتی در حالت توسعه یافته برای جریان گرانرو تابعی از خواص سنگ و سیال است؛ درحالی که عرض سلول ها در حالتی که ترم های رسانایی، ترم عمده در معادلۀ توزیع دمایی باشند فقط تابعی از خواص شکاف است. البته در شرایط واقعی مخزن با تغییر الگوی جریان به جریان دارسی، متغیرهای مؤثر بر عرض سلول ها تغییر می کنند.