فرایند احتراق درجا در حقیقت همان فرایند تزریق گاز به مخزن است با این تفاوت که در فرایند احتراق درجا از گرما جهت بهبود بازیافت استفاده می شود. در این فرایند هوا از طریق یک چاه تزریقی به مخزن تزریق شده که با سوزاندن بخشی از نفت مخزن، موجب تولید حرارت می شود. در اثر نیروی رانش آب و نیز گازهای گرم تولید شده ناشی از سوختن مواد هیدروکربنی، نفت مخزن به سمت چاه های تولیدی حرکت می کند. با توجه به جهت انتشار جبهه احتراقی نسبت به جهت جریان هوا، فرایند احتراق را می توان به دو فرایند احتراق مستقیم و احتراق معکوس، تقسیم بندی کرد. در احتراق مستقیم، جبهه احتراق هم جهت با جریان هوا حرکت می کند، در حالیکه در احتراق معکوس، جبهه احتراق در خلاف جهت جریان هوا حرکت می کند. احتراق مستقیم به دو صورت خشک و تر انجام می گیرد. در احتراق خشک فقط اکسیژن یا هوای غنی از اکسیژن به مخزن تزریق می شود، درحالی که در احتراق مرطوب علاوه بر هوا، آب نیز از طریق چاه تزریقی، تزریق می شود. در این پایان نامه، روش احتراق مستقیم و خشک، برای یکی از مخازن نفت سنگین ایران با استفاده از شبیه ساز ترکیبیeclipse شبیه سازی شده است. برای بدست آوردن معادله حالت منطبق بر این نمونه سیال، از ماژول pvti استفاده شده است. پس از سعی و آزمون های متعدد، شامل شکستن جزء سنگین، هم گروه کردن اجزاء مختلف و همچنین انتخاب پارامترهای رگراسیون مناسب، معادله سه پارامتره پنگ رابینسون، به عنوان بهترین رابطه ارایه کننده رفتار فازی سیال مخزن و همچنین رابطه تصحیحی lbc به عنوان بهترین رابطه ارایه کننده ویسکوزیته سیال مخزن بدست آمد.

طراحی جداری چاه های نفت واسطه حساسیت در ایمنی و همچنین در برداشتن هزینه های زیاد برای چاه از اهمیت فراوانی درمهندسی حفاری برخوردار است. تاکنون روش های مختلفی برای طراحی که در ضمن تضمین ایمنی جداری، نگاهی منطقی به هزینه ها نیز داشته باشد، به کار گرفته شده است. آنچه که امروزه بشتر مورد استفاده قرار می گیرد روشی موسوم به بیشترین بار وارده است. این روش طبق ضوابطی بدترین حالت ممکن را برای جداری قرض کرده و به محاسبه بارهای وارده و همچنین نیروهای پشتیبان می پردازد. سپس بار خالص را حساب کرده و با اعمال ضریب ایمنی جداری مناسب را انتخاب می کند این روش هر چند نسبت به روش های قبلی از توفق انکار ناپذیری برخوردار است اما نکته مهمی را که همان احتمال وقوع بدترین حالت است نادیده می انگارد. به عبارت دیگر این روش صرف نظر از احتمال وقوع بیشترین بار وارده آن را به عنوان تنها بار وارد شونده به جداری لحاظ می کند. در مقابل نیز کمترین مقاومت جداری را به عنوان تنها مقدار مقاومت جداری در نظر می گیرد. با استفاده از علم احتمالات و مفهوم قابلیت اطمینان می توان نگاهی نو به طراحی جداری داشت. در این روش نگه کلی به بار وارده و همچنین مقاومت جداری نه صرفا به صورت یک عدد قطعی بلکه به صورت یک دامنه از اعداد که تحت یک تابع توزیع احتمال عمل می کنند است با این نگرش می توان یک ارزیابی کمی ( و نه کیفی) از ایمنی جداری ارایه داد که علاوه بر در اختیار قرار دادن یک معیار کمی و محسوس برای ایمنی جداری معمولا به صرفه جویی و انتخاب ارزان تر جداری منجر می شود. در این روش تابع چگالی احتمال بار وارده که خود از مجموعه عوامل غیر قطعی حاکم برآن تشکیل یافته را در مقابل تابع توزیع احتمال مقاومت که آن نیز مجموعه ای از عوامل غیر قطعی است قرار می دهند. قسمتی که هر دو توزیع احتمال مقاومت که آن نیز مجموعه ای از عوامل غیر قطعی است، قرار می دهند. قسمتی که هر دو توزیع همپوشانی دارند احتمال شکست یا به عبارت دیگر قابلیت اطمینان سیستم را مشخص می کند. برای محاسبه قابلیت اطمینان به علت پیچیدگی الزاما باید از کامپیوتر کمک گرفت. دراین راستا نرم افزاری تهیه شد و سپس از این مفهوم برای طراحی جداری 8/3 13 میدان نفتی اهواز کمک گرفته شد که منجر به انتخاب لوله جداری n80-68به جای n80-72و n80-72 به جای nkt95-72 گردید.

حفاری چاه های نفت وگاز پر هزینه ترین بخش توسعه میادین هیدروکربوری است . بنابراین بهینه سازی عملکرد عملیات حفاری دارای اهمیت ویژه ای است . در این مطالعه ، عملیات حفاری در یکی از میادین واقع در خلیج فارس مورد مطالعه قرار گرفته است و عملیات حفاری در آن میدان بهینه سازی شده است . جهت بهینه سازی ، ابتدا باید شاخص بهینه سازی تعیین شود . هزینه عملیات حفاری بهترین شاخص عملکرد محسوب می شود . اما از آنجا که محاسبات مربوط به هزینه در واقع پیچیده هستند . از شاخص زمان حفاری برای کنترل و بهینه سازی استفاده می شود . زمان حفاری درصد زیادی از زمان عملیاتی را به خود اختصاص می دهد . علاوه بر زمان های عملیاتی ، زمان های غیر عملیاتی نیز می بایست مور مطالعه قرار گرفته و تا حد صفر کاهش یابند . بنابراین در عملیات بهینه سازی ، کاهش زمان های غیر دوران و افزایش نرخ نفوذ باید بطور همزمان مورد مطالعه قرار بگیرند . به منظور افزایش نرخ نفوذ ابتدا با بررسی 9 چاه میدان ، بهترین وبدترین چاه از نظر زمان حفاری انتخاب شدند . سپس در هر مقطع ، بهترین عملکرد ها وبهترین مته ها ثبت شد . و شمای کلی از چاه مورد مطالعه ترسیم گردید . سپس در 3 مقطع 17.5 و 12.25 و 8.5 اینچ بار روی مته بهینه ، دور مته بهینه ، وزن گل ، هیدرولیک بهینه ، عمر یاتاقان ، نرخ نفوذ ماکزیمم ، عمق حفاری ماکزیمم محاسبه شدند . ومقدار صرفه جویی زمان و هزینه در هر مقطع بطور جداگانه حساب شد . سپس دو جداری سطحی (8/3 13) و میانی (8/5 9) با روش بیشترین بار وارده به صورت بهینه طراحی شدند . از آنجا که هزینه جداری درصد زیادی از هزینه های یک چاه را بخود اختصاص می دهد . لذا انتخاب یک جداری با ضریب اطمینان کافی که هزینه کمتری داشته باشد امری دور ار ذهن نیست .

بهینه سازی عملیات حفاری به دلیل هزینه ی بالای حفاری دارای اهمیت خاصی است در این پایان نامه عملیات حفاری در میدان نفتی درود مورد مطالعه قرار گرفته شده و عملیات حفاری در این میدان بهینه سازی شده است میدان درود به هر دو صورت onshore و offsore کنار جزیره خارک قرار گرفته شده است. یان میدان در سال 1961 با چاه d-1 اکتشافی irac به صورت offshore حفاری شد. بهره برداری از سال 1964 آغاز شد. از آنجا که محاسبات مربوط به هزینه های حفاری به عنوان اصلی ترین شاخص بهینه سازی بسیار پیچیده است از شاخص زمان حفاری برای بهینه سازی استفاده شده است. زمان حفاری شامل مقدار زیادی از زمان عملیات حفاری می شود. همجینی زمان غیر دوران که زمان های غیر عملیات حفاری است دارای اهمیت ویژه ای است در عملیات بهینه سازی حفاری هدف افزایش نرخ نفوذ و کاهش زمان حفاری و کاهش هزینه ی نسبی هر فوت حفاری می باشد دراین پایانه نامه ابتدا به بررسی 8 حلقه چاه در میدان نفتی درود پرداخته شده و در مرحله اول بهترین چاه و بدترین چاه از نظر زمان حفاری متناسب با عمق چاه انتخاب شدند. سپس در مرحله دوم چاه با بهترین عملکرد و نیز بهترین مته در هر 4 مقطع چاه شامل مقاطع 17.5 و 12.25 و 8.5 و 6 اینچ انتخاب و مشخص شدند در مرحله سوم در هر 4 مقطع چاه وزن روی مته بهینه دور مته بهینه وزن گل عمر یاتاقان نرخ نفوذ بیشینه عمق حفاری بیشینه طراحی و محاسبه شده و مقدار صرفه جویی در زمان و هزینه برای هر مقطع بطور جداگانه حساب شد. همچنین نتایج و پیشرفت کار مرحله به مرحله مقایسه و بررسی شد . در مرحله چهارم هیدرولیک بهینه در هر 4 مقطع چاه طراحی و مشخص شد.

به دلیل اهمیت جانمایی بهینه محل چاه بر نتیجه کلی بهره برداری از میدان. همواره تلاش می شود بهترین سناریو ممکن که در عین حال قابلیت اجرا داشته باشد، برای بهره برداری از میدان پیشنهاد گردد. در بسیاری از حالات یک تصمیم اندکی بهتر می تواند به نحو قابل توجه سودآوری نهایی پروژه را به نحو چشمگیر افزایش دهد. به همین دلیل ضروری است، در هر مرحله از تصمیم گیری، مناسب ترین و دقیق ترین ابزارهای ممکن را برای تصمیم سازی به کار گرفت. در حال حاضر جایابی محل چاه عمدتاً بر اساس دید مهندس تیم توسعه مخزن انجام مر شود اما تعداد پارامترهای دخیل و وابستگی غیر خطی آن ها باعث مر شود این روش چندان قابل اعتماد نباشد. بنابر این تلاش کرد این عملیات به صورت سیستماتیک انجام شود. عامل محدود کننده در این میان زمان و هزینه ناشی از پردازش داده هاست. شبیه سازی تجاری که برای پیش بینی رفتار مخزنی استفاده مر شوند بسیار گران بوده و زمان زیادی برای محاسبه نیاز دارند. لذا ابزارهایی که بتوانند نیاز به استفاده از شبیه سازی را محدود کنند، می توانند بسیار مفید واقع شوند. استفاده از روش های خودکار بهینه سازی می تواند به عنوان یکی از ابزارهای حل مسیله مطرح گردد. این مطالعه الگوریتم ژنتیک را به عنوان الگوریتم بهینه ساز انتخاب کرده است. مطالعه موردی بررسی شده به خوبی نشان داد، در صورتی که پارامترهای الگوریتم به خوبی تنظیم شده باشند، الگوریتم قادر است به طور موثر در فضار بسیار بسیار وسیع جستجو، به جانمایی بهینه چاه بپردازد. تبادل متقابل اطلاعات بین نرم افزار matlab 2006a و شبیه سازی تجاری eclipse 2004a مقدمه اجرای این پژوهش بود. با ایجاداین رابطه متقابل فرصت های پژوهشی بسیاری در حیطه مهندسی مخزن فراهم آمده است.

یکی از روش های مرسوم ازدیاد برداشت در مخازن نفتی جهان از جمله در مخازن نفتی ایران و سوریه روش سیلاب زنی آب است اما میزان نفت باقی مانده بعد از فرآیند سیلاب زنی آب بسیار بالا است اشباع بالای نفت باقی منانده ناشی از راندمان کم جاروبی و رخ دادن سریع پدیده مخروط شدگی می باشد. این مشکل توسط تزریق پلیمر رفع می شود. پلیمر دارای مزایایی مانند افزایش ویسکوزیته اب کاهش قابلیت تحرک آب و دستیابی به جبهه همگن سیلاب می باشد در این پروژه روش های ازدیاد برداشت سیلاب زنی آب و تزریق پلیمر توضیح داده شده اند و یک شبیه سازی در میدان نفتی اناران به وسیله شبیه ساز eclipse 100 انجام شده است شبیه سازی مخزن در سه مرحله تخلیه طبیعی سیلاب زنی آب و تزریق پلیمر فوق مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته اند و در نهایت سناروی تزریق پلیمر به عنوان سناریوی بهینه تولید نفت انتخاب شده است. در پایان مدت زمان پیش بینی عملکرد مخزن پارامترهای مهم تولید در سناریوهای تزریق آب و تزریق پلیمر به ترتیبی عبارند از تولید کلی آب میدان 6+ e 56 – 6+ e 34 بشکه نرخ تولید نفت میدان 7000 -1000000 بشکه در روز و فشار میدان psia 2880-2000.