Carbonate rocks contain most of the world?s proven hydrocarbon reserves. It is essential to predict flow properties and understand flow mechanisms in carbonates for estimating hydrocarbon recovery accurately. Pore network modeling is an effective tool in determination of flow properties and investigation of flow mechanisms. Topologically equivalent pore network models yield accurate results for flow properties. Due to their simple pore structure, sandstones are generally considered in pore scale studies and studies involving carbonates are limited. In this study, in order to understand flow mechanisms and wettability effects in heterogeneous carbonate rocks, a novel pore network model was developed for simulating two-phase flow.The constructed model was composed of matrix, fissure and vug sub domains and the sequence of fluid displacements was simulated typical by primary drainage followed by water flooding. Main mechanisms of imbibition, snap-off, piston like advance and pore body filling, were also considered. All the physically possible fluid configurations in the pores, vugs and fissures for all wettability types were examined. For configurations with a fluid layer sandwiched between other phases, the range of capillary pressures for the existence of such a layer was also evaluated. Then, results of the proposed model were compared with data available in literature. Finally, effects of wettability and pore structure on flow properties were examined by assigning different wettability conditions and porosity features. It was concluded that the proposed pore network model successfully represented two phase flow in fissured and vuggy carbonate rocks.

Karbonat kayaçlar, dünya üzerindeki hidrokarbon rezervlerinin büyük bir kısmına sahiptir. Hidrokarbon kurtarımının doğru bir şekilde öngörülmesi için, karbonatların sahip olduğu akış özellikleri doğru tahmin edilmeli ve akış mekanizmaları anlaşılmalıdır. Son yıllarda yaygınlaşan gözenek ağı modellemesi, akış özelliklerinin ve mekanizmalarının belirlenmesinde etkili bir yöntem olarak kullanılmaktadır. Topolojik olarak eşdeğer gözenek ağları, akış özelliklerini doğru olarak belirlenmesini sağlar. Basit gözenek yapıları nedeniyle, gözenek ölçekli çalışmalarda kumtaşları tercih edilmiş olup, karbonat kayaçları için yapılan çalışmalar sınırlıdır. Bu çalışmada, heterojen karbonatlarda iki fazlı akış mekanizmalarının ve ıslanımlık etkilerinin anlaşılması için bir gözenek ağ modeli geliştirilmiştir.Oluşturulan model matriks, çatlak ve kovuk alt kümelerinden oluşmuş olup, tipik olarak birincil drenaj ve takiben suyla öteleme şeklinde gerçekleşen akışkan ötelemesi serisinin simulasyonu yapılmıştır. Suyla öteleme sırasında gerçekleşen özel mekanizmalar da ayrıca gözönünde bulundurulmuştur. Gözeneklerde, çatlaklarda ve kovuklarda, fiziksel olarak mümkün olan tüm akışkan konfigürasyonları incelenmiştir. Diğer fazlar arasında araya sıkışmış bir akışkan tabakası şeklindeki konfigürasyonlarda, bu şekilde bulunan bir tabakanın oluşması için gerekli olan kılcal basınç aralıkları belirlenmiştir. Bir sonraki aşamada, oluşturulan modelin sonuçları literatürde bulunan verilerle karşılaştırılmıştır. Son olarak ıslanımlık özelliklerinin ve gözenek yapılarının akış özelliklerine olan etkileri farklı ıslanımlık ve gözenek koşullarında incelenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda, oluşturulan modelin, çatlaklı ve kovuklu karbonat kayaçlarında iki fazlı akışı başarıyla temsil ettiğine karar verilmiştir.