جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 44 3 2025 11 22 Modeling and Optimization of Oil Well Productivity Considering the Effects of Skin Factor, Wellbore Radius, and Reservoir Thickness Using Computational Fluid Dynamics, Response Surface Methodology, and Genetic Algorithm مدل‌سازی و بهینه‌سازی بهره‌وری چاه نفت با در نظر گرفتن اثر ضریب پوسته، شعاع چاه و ضخامت مخزن به کمک دینامیک سیالات محاسباتی، روش سطح پاسخ و الگوریتم ژنتیک 121 133 723024 FA سپیده شمشیری گروه مهندسی شیمی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران فهیمه حوری آباد صبور گروه مهندسی شیمی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران امیر حیدری گروه مهندسی شیمی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران 0000-0001-8357-6694 بهروز میرزایی گروه مهندسی شیمی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران 0000-0001-9432-3035 Journal Article 2025 03 16 <span style="font-size: 10.0pt; line-height: 150%;">Oil well productivity is one of the key factors in optimizing production and reducing costs in oil extraction operations. Various characteristics of oil reservoirs, including pressure variations, porosity, and permeability, present challenges for the optimal exploitation of wells. This study investigates the optimization of oil well productivity using Computational Fluid Dynamics (CFD), Response Surface Methodology (RSM), and Genetic Algorithm (GA). The effects of three key parameters, skin factor, wellbore radius, and reservoir thickness, on oil well productivity are analyzed through CFD simulations and RSM analysis. These parameters were evaluated in a full factorial design with 27 different scenarios. Finally, using a Genetic Algorithm, these parameters were optimized to achieve maximum productivity. The results show that optimizing these parameters with the Genetic Algorithm leads to maximum productivity. The coefficient of determination (R²) and adjusted R² for the resulting model were 0.963 and 0.952, respectively. The optimal parameter values include a skin factor of 0.412, a wellbore radius of 0.25 meters, and a reservoir thickness of 399 meters, under which the productivity index was calculated as 0.639. The findings of this study provide valuable insights into parameter sensitivity and optimal configurations for enhancing the exploitation of oil reservoirs. </span> <em><span lang="AR-SA" style="font-size: 14.0pt; mso-ansi-font-size: 13.0pt; font-family: 'B Zar'; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman Italic'; mso-fareast-font-family: Calibri; mso-fareast-theme-font: minor-latin; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman Italic'; mso-font-kerning: 1.0pt; mso-ligatures: standardcontextual;">بهره‌وری چاه‌های نفت یکی از عوامل کلیدی در بهینه‌سازی تولید و کاهش هزینه‌ها در عملیات استخراج نفت است. ویژگی‌های مختلف مخازن نفتی، از جمله تغییرات فشار، تخلخل و نفوذپذیری، چالش‌هایی را برای بهره‌برداری بهینه از چاه‌ها ایجاد می‌کنند. این تحقیق به بررسی بهینه‌سازی بهره‌وری چاه نفت با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی، روش سطح پاسخ و الگوریتم ژنتیک <span style="letter-spacing: -.3pt;">پرداخته است. تأثیر سه پارامتر کلیدی شامل ضریب پوسته، شعاع چاه و ضخامت مخزن بر بهره‌وری چاه نفت</span> با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی و تحلیل روش سطح پاسخ بررسی شده است. سپس این پارامترها در یک طرح عاملی کامل با 27 حالت مختلف مورد ارزیابی قرار گرفتند. <span style="letter-spacing: -.2pt;">در نهایت با استفاده از الگوریتم ژنتیک، این پارامترها برای دستیابی به حداکثر بهره‌وری بهینه‌سازی شدند.</span><span style="mso-spacerun: yes;">  </span>نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهند که بهینه‌سازی این پارامترها با الگوریتم ژنتیک، منجر به حداکثر <span style="letter-spacing: -.3pt;">بهره‌وری می‌شود. مقادیر ضریب همبستگی (</span></span></em><em><span dir="LTR" style="font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; font-family: 'Times New Roman Italic',serif; mso-fareast-font-family: Calibri; mso-fareast-theme-font: minor-latin; mso-bidi-font-family: 'B Zar'; letter-spacing: -.3pt; mso-font-kerning: 1.0pt; mso-ligatures: standardcontextual;">R²</span></em><em><span lang="AR-SA" style="font-size: 14.0pt; mso-ansi-font-size: 13.0pt; font-family: 'B Zar'; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman Italic'; mso-fareast-font-family: Calibri; mso-fareast-theme-font: minor-latin; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman Italic'; letter-spacing: -.3pt; mso-font-kerning: 1.0pt; mso-ligatures: standardcontextual;">) و ضریب همبستگی تعدیل‌شده (</span></em><em><span dir="LTR" style="font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; font-family: 'Times New Roman Italic',serif; mso-fareast-font-family: Calibri; mso-fareast-theme-font: minor-latin; mso-bidi-font-family: 'B Zar'; letter-spacing: -.3pt; mso-font-kerning: 1.0pt; mso-ligatures: standardcontextual;">adj R²</span></em><em><span lang="AR-SA" style="font-size: 14.0pt; mso-ansi-font-size: 13.0pt; font-family: 'B Zar'; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman Italic'; mso-fareast-font-family: Calibri; mso-fareast-theme-font: minor-latin; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman Italic'; letter-spacing: -.3pt; mso-font-kerning: 1.0pt; mso-ligatures: standardcontextual;">) برای مدل حاصل</span></em><em><span lang="AR-SA" style="font-size: 14.0pt; mso-ansi-font-size: 13.0pt; font-family: 'B Zar'; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman Italic'; mso-fareast-font-family: Calibri; mso-fareast-theme-font: minor-latin; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman Italic'; mso-font-kerning: 1.0pt; mso-ligatures: standardcontextual;"> به ترتیب برابر با 963/0 و 952/0 بدست آمده است. مقادیر بهینه پارامترها شامل ضریب پوسته 412/0، شعاع چاه 25/0 متر و ضخامت مخزن 399 متر می‌باشد، که در این شرایط شاخص بهره‌وری برابر با 639/0 محاسبه گردید. نتایج این تحقیق اطلاعات ارزشمندی در خصوص حساسیت پارامترها و تنظیمات بهینه جهت افزایش بهره‌برداری از مخازن نفتی ارائه می‌دهند.</span></em> https://www.nsmsi.ir/article_723024_3f9b062d9e5b50122657a355962dcbad.pdf