افزایش تقاضای انرژی و هم چنین قیمت بالای آن، تدوام عرضه نفت در بازار های جهانی را ایجاب می کند. بدین منظور جهت تداوم عرضه نفت، شناخت جامع مکانیسم روش های ازدیاد برداشت ضروری به نظر می رسد تا به کمک آن بقایای نفت میادین کشف شده مورد بهره برداری قرار گیرد. در این میان تزریق متناوب آب و گاز به عنوان یکی روش های نوین و پرکاربرد ازدیاد برداشت و به دلیل دارابودن بازدهی میکروسکوپیک و ماکروسکوپیک بالا، بیشترین سهم را به خود اختصاص داده است. در این روش همزمانی تزریق آب و گاز موجب افزاش سطح تماس سیال تزریقی با مخزن، جبهه جرکت پایدار و افزایش ضریب بازیافت می گردد. در این پایان نامه سعی گردیده است تا عملکرد تزریق متناوب آب و گاز از طریق شبیه سازی عددی با اعداد بدون بعد حاکم بر فرایند و حساسیت سنجی مورد بررسی قرار گیرد. اعداد بدون بعد مورد استفاده برای شبیه سازی عددی و حساسیت سنجی از طریق تئوری نظری بدون بعد سازی و تحلیل معادلات حاکم بر جابجایی سه فازی در تزریق متناوب آب و گاز ایجاد گردیدند. بر این اساس، شش عدد بدون بعد فرایند تزریق غیر امتزاجی متناوب آب و گاز را کنترل می کنند که عبارتند از: عدد مویینگی، عدد گراویتی، نسبت گراویتی، نسبت پویایی، نسبت تزریق و نسبت ظاهری. جهت محاسبه مقادیر مختلف اعداد بدون بعد و بررسی تغییرات بازدهی فرایند با اعداد، سناریو های مختلف تزریق متناوب آّب و گاز در مخازن ناهمگن توسط نرم افزار eclipse شبیه سازی گردیدند. با استفاده از جعبه ابزار شبکه های عصبی مطلب و نتایج حاصل از شبیه سازی، حساسیت بازده تولیدی مخزن به تغییرات اعداد بدون بعد بررسی و محدوده رژیم های حاکم بر فرایند (ویسکوزیته، مویینگی و گراویتی) تعیین گردیدند. به دلیل آنکه هر یک از اعداد به تنهایی قادر به پیش بینی کلی رفتار مخزن نمی باشند عدد بدون بعد مرکب که ترکیبی از اعداد بدون بعد می باشد محاسبه گردید. با استفاده از نتایج شبیه سازی، رابطه ریاضی عدد بدون بعد ترکیبی و بازده کلی فرایند محاسبه و ارائه گردید. این رابطه می تواند رفتار تزریق غیر امتزاجی و متناوب آب و گاز و حساسیت بازده فرایند را در ترکیب های متفاوت اعداد بدون بعد پیش بینی کند.

مطالعه نحوه شارش سیال دو فازی آب و نفت در محیط های بی نظم (تصادفی) به لحاظ تئوری و صنعتی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشـد. بطور مثال تزریق بهینه آب به مخزن می تواند به تولید نفت بیشتر منجر شـود. بواسطه کربناتی بودن بسیاری از مخازن نفت، ساختار این مخازن بصورت متخلخل ترک دار می باشد. در انواع مختلف مدل های ارائه شده برای محیط های ترک دار، ترک ها به صورت چندضلعی های منتظم و بدون پهنا در نظر گرفته شده اند. در صورتی که ترک ها در محیط مورد نظر در این پایان نامه، با پهنا مورد شبیه سازی قرار گرفته اند. در واقع ترک ها به صورت مستطیل هایی با طول ثابت هستند که جهت گیری و مکان مرکز آن ها به طور تصادفی و با تابع توزیع یکنواخت توزیع شده اند. در این پایان نامه میزان اشباع متوسط نفت در مخزن و نرخ آب و نفت تولید شده از چاه تولید را بر حسب زمان برای مقادیر مختلف چگالی تعدادوعرض ترک بررسی می کنیم. بواسطه اهمیت کاربردی زمان نفوذ آب به چاه تولید این کمیت بر حسب خواص هندسی (میکروسکوپی) محیط متخلخل ترک دار مورد مطالعه قرار می گیرد.