Comparison and optimization of multiple interacting continua (MINC) model parameters
Çoklu etkileşimli süreklilik (ÇES) modeli için parametre kıyaslaması ve optimizasyonu
Yazar: EBRU BERNA DEMİR
Danışman: ÖĞR. GÖR. MEHMET ONUR DOĞAN
Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği = Petroleum and Natural Gas Engineering

Özet:
Petrol sektöründe konvansiyonel rezervlerin azalmasıyla beraber, son yıllarda ankonvansiyonel rezervlere yönelim arttı. Sıkça karşılaşılan tiplerden biri doğal olarak çatlaklar gösterebilen kaya gazı rezervuarlarıdır. Rezervuar simülasyonları geleceğe dair öngörü sahibi olmak için, uzun süredir, çok büyük bir öneme sahiptir. Çatlaklı olmayan rezervuarlarla göre, doğal çatlaklı rezervuarlarda taşınım proseslerini anlamak daha zordur. Matrisin çok düşük bir geçirgenliği varken, çatlakların geçirgenliği çok yüksektir. Bu tarz çatlaklı rezervuarları modellemek için Birleşik Çatlaklı Model (BÇM) ve Ayrık Çatlaklı Model (AÇM) olmak üzere iki ana kavramsal modelleme yöntemi kullanılabilir. BÇM, matris ve çatlaklar arasındaki taşınım prosesini anlamak için, dolaylı olarak hesaplanıp elde edilen bazı temel parametreler (şekil faktörü, hacim fraksiyonu vb.) gerektirir. AÇM ise çatlakları doğrudan analiz etmek için devasa hesaplama gücü ve maliyete ihtiyaç duyar. Bu tez, BÇM modellerinden biri olan çoklu etkileşimli süreklilik (ÇES) modeli için gerekli olan parametreleri AÇM modeli referans çözüm alarak hesaplamaktadır. Parametre tahmini için, kütle birikim hızının, Birleşik Krallık'ta Bristol Kanalı sahilinde bulunan Bristol geometrinin AÇM modelinden sapması objektif fonksiyondur. ÇES modelinin hesaplama maliyeti AÇM ile karşılaştırıldığı zaman daha avantajlıdır ve geometri detaylarının işlenmesi için gerekli çaba daha azdır. Hacim fraksiyonları belirli bir alanın temsili bir parçası üzerinde hesaplanabilir. Tüm saha, temsili alanla aynı çatlak dağılımına sahipse, bulunan parametreler belirli bir alanın temsili bir parçası üzerinde hesaplanıp tüm saha için kullanılabilir.

Abstract:
In recent years, unconventional reservoirs have become a new trend in the oil industry because of the decrease in conventional hydrocarbon reserves. One of the commonly encountered types is shale gas reservoirs, where gas production can be enhanced with fracturing. Reservoir simulation has been significantly important to have future predictions for a long time. Understanding the transport processes in naturally fractured reservoirs is challenging compared to unfractured reservoirs. While matrix has extremely low permeability, fracture has extremely high permeability. Mainly two numerical conceptual models can be applied to this type of fractured reservoirs which are Continuum Fracture Model (CFM) and Discrete (DFM) Fracture Model (DFM). CFM requires calculation of some specific transfer parameters (shape factors, volume fractions etc.) implicitly to interpret transport processes between the matrix continua and fracture continuum. DFM requires huge computation power and cost to analyze fractures explicitly. Conductivity and connectivity of fractures are taken into account individually. This thesis focuses on parameter estimation of Multiple Interacting Continua (MINC) one of CFM models by taking DFM as a reference solution. The objective function for parameter estimation is mass storage rate deviation from DFM model simulated on a Bristol geometry, located along the Bristol Channel coast in the United Kingdom. The computation cost of MINC model is more efficient compared to DFM model and requires fewer pre-processing efforts for geometry discretization. Volume fractions can be calculated on a representative part of the domain and can be used for the hole reservoir as long as the reservoir has the same fracture distribution as the representative part of the field.