ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.02.2024
Просмотров: 108
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
Лекция 2. Обзор основных свойств флюидов
2.1.1 Основные элементы и соединения
Абсолютная пористость обычно математически выражается следующими соотношениями:
• Площадь резервуара = 640 акров
• Эффективная пористость = 15%
Рассчитайте начальный объём нефти в STB ?
Initial oil in place = PV(1-So)/Bo
Остаточная нефтенасыщенность, Sor
Диаграмма отношения- Давления- Температура
Эти многокомпонентные диаграммы давления-температуры в основном используются для:
Модель «Black Oil»
Физические свойства нефти
- Solution Gas/Oil Ratio, Rs
- Эксперименты
- Мгновенное испарение
Дифференциальное испарение
Эмпирические корреляции
1. Standing (1981)
2. Lasater (1958)
3. Vazquez and Beggs (1980)
4. Glasø Correlation (1980)
5. Al-Marhoun Correlation (1988)
6. Kartoatmodjo and Schmidt Correlation (1991)
Эти корреляции также могут быть использованы для обратного расчета давления точки насыщения, Рb, при замене Rs на Rp
Модель «Black Oil»
Физические свойства нефти
- Solution Gas/Oil Ratio, Rs
- Эмпирические корреляции
- Standing Correlation (1981) for API < 15° (based on California crude oils)
Where: p: psia, T: °F, Rs: SCF/STBO
Модель «Black Oil»
Физические свойства нефти
- Solution Gas/Oil Ratio, Rs
- Эмпирические корреляции
- Lasater Correlation (1958) for API > 15°oils)
Where:
MWo = effective molecular weight of tank oil (from Fig. 2-1)
yg = mole fraction of gas (from the Fig. 2-2)
Gas Mole Fraction
Bubble Point Pressure Factor (pbγg/T)
Fig.2-1
Fig.2-2
Модель «Black Oil»
Физические свойства нефти
- Solution Gas/Oil Ratio, Rs
- Эмпирические корреляции
- Kartoatmodjo and Schmidt Correlation (1991)
For API ≤ 30°
For API > 30°
γg100 = Удельный вес газа при давлении сепаратора 100 psia, можно рассчитать по :
Where: p: psia, T: °F, Rs: SCF/STBO
Примечание: точку насыщения Pb также можно рассчитать, используя эти корреляции, заменив Rs на Rp
Модель «Black Oil»
Физические свойства нефти
- Oil Formation Volume Factor, Bo
Коэффициент пластового объёма нефти
- Определяется как объем, занимаемый нефтью в условиях (in-situ) (например, в состоянии резервуара) к объему нефти в состоянии хранение (stock tank condition)
Модель «Black Oil»
Физические свойства нефти
- Oil Formation Volume Factor, Bo
Коэффициент пластового объёма нефти
- Ниже точки насыщения
- Standing (1981)
Glaso (1980)
Vazquez & Beggs (1980)
Al-Marhoun (1988)
Kartoadmodjo and Schmidt (1991)
Выше точки насыщения
Рассматривать сжимаемость
Модель «Black Oil»
Физические свойства нефти
- Oil Formation Volume Factor, Bo
Коэффициент пластового объёма нефти
- Ниже точки насыщения
- Kartoadmodjo and Schmidt (1991)
Where:
Bo = bbl/STB; T: °F,
Rs: SCF/STBO, can be calculated from correlations.
γo = specific gravity of the stock-tank oil;
γg = specific gravity of the solution gas.
Модель «Black Oil»
Физические свойства нефти
- Oil Formation Volume Factor, Bo
Коэффициент пластового объёма нефти
- Выше точки насыщения
Модель «Black Oil»
Физические свойства нефти
- Oil Formation Volume Factor, Bo
Коэффициент пластового объёма нефти
- Выше точки насыщения
- Сжимаемость
Точка насыщения
| Coefficient | °API ≤30 | °API >30 |
| C1 | 0.05958 | 0.03150 |
| C2 | 0.7972 | 0.7587 |
| C3 | 13.1405 | 11.289 |
| C4 | 0.9986 | 0.9143 |
Where:
Bob = коэффициент пластового объёма нефти выше точки насыщения, может быть вычислен из уравнения Bo для точки ниже насыщения при условии замены Rs на Rp;
pb = Давление в точке насыщение может быть вычислен после замены Rs на Rp , используя корреляцию для Rs;
co = изотермическая сжимаемость;
γg100 = удельный вес газа при 100 psig
Модель «Black Oil»
Физические свойства нефти
- Oil in-situ Flow Rates (Дебит скважины)
Модель «Black Oil»
Физические свойства нефти
- Плотность нефти
- Удельный газ свободного и растворённого газа
- γgt: удельный вес всего отделенного газа
γgf: удельный вес свободного газа в условиях на месте (in-situ)
γgd: удельный вес растворённого газа в условиях на месте (in-situ)
Katz et al. (1959):
Модель «Black Oil»
Физические свойства нефти
- Плотность нефти
- Ниже давление в точке насыщения (Насыщенный)
В точке насыщения
Выше точки насыщения
Модель «Black Oil»
Физические свойства нефти
- Вязкость нефти
- Kartoatmodjo and Schmidt (1991) correlation
- Насыщенная
- «Мёртвая нефть»
«Живая нефть»
Ненасыщенная
μob isвычисляется из уравнения выше для μo,live при условии замены Rs with Rp
μo = cp;
T = °F;
Rs = SCF/STBO
and
Модель «Black Oil»
Физические свойства нефти
- Поверхностное натяжение, σ
- Значение: Когда две жидкости вступают в контакт, в точке соприкосновения (интерфейс) будет действовать сила из-за результате разницы в межмолекулярных силах каждой жидкости. Жидкость с большими межмолекулярными силами притянет интерфейс к себе. Мера этой неравномерности в межфазных молекулярных силах представляет собой поверхностное натяжение.
Поверхностное натяжение «мёртвой» нефти
- Уменьшается с увеличением API из-за
уменьшения межмолекулярной силы
Модель «Black Oil»
Физические свойства нефти
- Поверхностное натяжение, σ
- Поверхностное натяжение для «живой» нефти
- Коррекция давления с точки зрения процентного снижения
Эффект увеличения давления заключается в увеличении растворимости газа, тем самым уменьшая плотность нефти и межмолекулярные силы, что уменьшает поверхностное натяжение.
C используя график справа или уравнение:
2.2.2 Свойства газа
Модель «Black Oil»
Физические свойства нефти
Физические свойства воды
Физические свойства газа
Output:
In-situ:
RS , RSW
Bo , Bw , Bg
ρo , ρw , ρg
μo , μw , μg
σo , σw
Black Oil Model
Input:
At Surface Condition
Oil Production Rate, q’o
Gas Production Rate, q’g
Oil API gravity, °API
Gas specific gravity, γg
In-situation condition (in-situ)
Pressure, p
Temperature, T
Модель «Black Oil»
Физические свойства газа
- Плотность газа, ρg (тот же процесс указанный в 2.1.2)
Gas Formation Volume Factor (Коэффициент пластового объёма газа), Bg
Gas Viscosity (Вязкость газа), µg
Gas compressibility (Сжимаемость газа), Cg
Gas water content (Содержание воды в газе), W
Модель «Black Oil»
Физические свойства газа
- Коэффициент пластового объёма газа, Bg
- Определение: отношение объема газа в пластовом / in-situ состоянии к объему газа в стандартных условиях
Коэффициент расширения, E
T = °R; p = psia; Bg = ft3/ SCF;
TSC = 519°R (or 60°F);
pSC = 14.7 psia; ZSC = 1
Модель «Black Oil»
Физические свойства газа
- Вязкость газа, µg
- Вязкость сухого газа увеличивается с давлением и температурой (в отличии от влажного)
- Влияние давления на вязкость газа связано с молекулярным уплотнением
Влияние температуры на вязкость противоречиво и является результатом неконтролируемого молекулярного движения молекул газа при повышении температуры, что замедляет поток газа
Если композиция известна
Если композиция не известна
Carr et al. (1954)
Lee et al. (1966)
yi = мольная доля компонента j;
μga = вязкость газовой смеси при желаемом Т и атмосферном давлении, cp;
Mi = молекулярный вес компонента j;
n = количество компонентов в газе;
Модель «Black Oil»
Физические свойства газа
- Вязкость газа, µg
- Carr et al. (1954)
Модель «Black Oil»
Физические свойства газа
- Вязкость газа, µg
- Lee et al. (1966)
T = °R; ρg = lbm/ft3;
Модель «Black Oil»
Физические свойства газа
- Сжимаемость газа, Cg
- Определение: изменение объема в случае отношения единицы объема газа на единицу изменения давления
Модель «Black Oil»
Физические свойства газа
- Содержание воды в газе, W
- Содержание воды в природном газе
Важно для прогнозирования количества конденсированной воды вдоль труб
- Такие как проектирование скоростей впрыска МEG или МeOH в зависимости от прогноза количества конденсированной воды
McKetta and Wehe (1958)
Создано для удельного веса газа 0,6 и пресной воды
Вставленные диаграммы используются для коррекции гравитации газа и солености воды
Модель «Black Oil»
Физические свойства газа
- Содержание воды в газе, W
- Sloan (1998)
C1 = 28.9107; C2 = -9668.146;C3 = -1.6633;
C4 = -130823.5;C5 = 203.5323;
T = °R; p = psia; W = lbm water/MMscf
2.2.3 Свойства воды
Модель «Black Oil»
Физические свойства нефти
Физические свойства воды
Физические свойства газа
Output:
In-situ:
RS , RSW
Bo , Bw , Bg
ρo , ρw , ρg
μo , μw , μg
σo , σw
Black Oil Model
Input:
At Surface Condition
Oil Production Rate, q’o
Gas Production Rate, q’g
Oil API gravity, °API
Gas specific gravity, γg
In-situation condition (in-situ)
Pressure, p
Temperature, T
Модель «Black Oil»
Физические свойства воды
- Растворимость природного газа в воде, Rsw
Объемный коэффициент водообразования, Bw
Плотность воды, ρw
Вязкость воды, μw
Поверхностное натяжение между водной и газовой фазами, σw
Объемный расход пластовой воды на месте, Qw
Модель «Black Oil»
Физические свойства воды
- Растворимость природного газа в воде, Rsw
- Дефиниция: аналогично растворимости природного газа в сырой нефти, объем в SCF природного газа, растворенного в одном STB воды, является растворимостью газа в воде
In addition to pressure and temperature, Rsw also depends on water salinity (density) and gas molecular weight.
- Rsw увеличивается по мере увеличения давления, вплоть до давления в точке насыщения воды.
Выше точки насыщения, Rsw остается постоянной
Rsw уменьшается по мере увеличения солености воды в результате увеличения плотности воды и, следовательно, межмолекулярных сил, которые препятствуют растворению газа
Модель «Black Oil»
Water Physical Properties
- Растворимость природного газа в воде, Rsw
- Солёность
- Измеряет всю соль растворённую в воде
Измеряется в parts per thousand (ppt)
- Океан – 35 ppt; Вода в реке – 0.5 ppt; Резервуар – 10350 ppt
Влияние на свойства флюида
Увеличивает вязкость
Увеличивает плотность
Уменьшает газ в растворе
Модель «Black Oil»
Water Physical Properties
- Растворимость природного газа в воде, Rsw
- Craft and Hawkins (1959)
Where
p = psia
T = °F
Rs = SCF/STBO
McCain (1990) утверждает, что растворимость в воде каждого парафинового углеводорода в два-три раза меньше, чем растворимость следующего более легкого углеводорода. Однако CO2 гораздо более растворим, чем метан (CH4). Уравнение ниже следует использовать с осторожностью, если газовая смесь содержит не углеводородные компоненты.
