Emne: BIP 140, Reservoarteknikk Dato: 23. November 2013

Transkript

1 Faultet fr teis aturvitesapelige fag Eme: BIP 140, Reservartei Dat: 23. Nvember 2013 Tid: Tillatte jelpemidler: Eel alulatr Oppgavesettet består av: 7 sider iludert 1 vedlegg Oppgave 1 er vetet lit med Oppgave 2 Oppgave 1 a Gi e arateristi av reservarfluidee Tørr gass, Våt gass g Gassdesat ved jelp av: 1. PT-diagrammer g GOR-verdier 2. Sisser av GOR vs. P res fr vert fluid. b 1. Frlar symblee g sett pp vile ligiger sm tregs fr å utlede flasligigee fr mpeter gitt uder: x i i=1 y i i=1 = z i = 1 L + K i V i=1 = z i = 1 L i=1 + V K i 2. Vis vrda e a brue flasligigee til å berege P b g P d ved gitt T. Gi e rt frlarig vrda beregigee fretas. c Følgede data er gitt fr et gassdesatreservar: T res = 164 C P i = 759 bar, Z i = P d = 478 bar, Z d = φ = 0.27 S wr =

2 Fluidet prsesseres gjem e 3-stegs separasj vr: 1. Separatr (400 bar, 100 C): V 1 =0.9047, L 1 = Separatr (200 bar, 50 C): V 2 =0.3666, L 2 = Separatr (Lagerta) (1 bar, 15 C) V 3 =0.6700, L 3 = M STO = 228 g ρ STO = 837 g/m 3 Ata reservaret er luet, g i de påfølgede beregigee sal e ta basis i 10 6 m 3 brutt reservarvlum. 1. Utled et utry fr de ttale (GOR) t = f(l 1, L 2, L 3, M STO, ρ STO ) (Sm 3 /Sm 3 ), g vis at (GOR) t = 4271 Sm 3 /Sm Vis at frmasjsvlumfatre ved P i er: B i = m 3 /Sm 3. d Med basis i 10 6 m 3 brutt reservarvlum sal e berege gjeviige av separatrgass (Sm 3 ) g STO (Sm 3 ) i tryitervallet P i til P d. e Når P res <P d er e CVD-aalyse utgagsputet fr gjeviigsberegiger. Data er agitt i følgede tabell: Cstat Vlume Depleti at 164 C Pressure Liq. Vl. %Prd Z Factr Viscsity Bar % f V d Mle cp (V d = Cellevlum ved P d ) V celle = 1500 cm 3 V 1 = 136 cm 3 (vlum gass prdusert fra PVT-celle i tryitervallet 478 til 396 bar.) 1. Gi e rtfattet besrivelse av e CVD-aalyse. 2. Utled i detalj følgede uttry: 2

3 ( ) j felt ( HCPV ) Pj ( V j ) = RT V Z res celle j ( j ) felt = atall ml brøstrøm prdusert i trysteget j. HCPV = prevlum av ydrcarber. P j = tryet i trysteget j. V j = vlum gass prdusert fra PVT-celle i trysteg j. Z j = mpressibilitete av gasse i trysteget j. 3. Med basis i 10 6 m 3 reservarvlum sal e: a. Berege atall gml til stede ved P d, d. b. Med basis i verdie fr d, sal e berege ml% prdusert brøstrøm i tryitervallet 478 til 396 bar. 4. Gjør e vurderig av gjeviigsberegiger fra dette reservaret basert på CVDaalyse. Gass-lje relative permeabiliteter ga edeputsmetiger S r = 0.18 g S gr = Disuter. 3

4 Oppgave 2: a) Darcy lv fr e-dimesjal strøm av impressibel væse i et prøst medium med stat tverrsitt a srives: u = q A = µ ρ Φ L, Φ = p/ρ + G g Z. Defier alle symblee i liige ver g agi vile eeter sm brues. Vi sal å se ærmere på systemet vist i Figur 1. Et ar fylt til rade med va g et vertialt rør med tverrsitt A stier såvidt ed i vaet. Røret er fylt med sad med uli størrelse på ree, sli at det blir tre ser med uli permeabilitet. Nederst er det e ty rist sm lder sade på plass. Karet g røret er åpe til atmsfære. Va elles med stat rate q ppi røret. Vaet reer gjem sade g ver ate på aret. Va fylles på sli at det øverste va-ivået fluter med sade i røret. Tettete til vaet er 1 gram/cm 3 g vissitete er 1cP Figur 1: Kar fylt med va, rør med tre sadtyper med øyde 1, 2 g 3 eldsvis. b) Vis først at effetiv permeabilitet,, fr systemet ppfyller følgede liig: = , Bereg effetiv permeabilitet, vis 1 = 2 = 3 = 10cm g 1 =1D, 2 =0.1D, 3 =1D. c) Idierer på e sisse vr datum plaet er valgt g vis (iludert mreigsfatre) at Darcy lv fra ppgave a) a fr dette systemet srives sm: (Hit: 1atm = Pa) u = ρ g µ. d) Ata å at vi stpper å fylle va på systemet. Fi astigete til væsa g bereg vr lag tid tar det før systemet er tmt fr va. Hvile atagelser må du brue? 4

5 Tabell 1: Kapillartry målt ved visølv ijesj Lab-data Bereget Hg-Sat p chg /psia Sw p cgw /bar Kapillartrysurve til et prøst medium sm bestd av tettpaet sad med permeabilitet 1D ble målt ved bru av visølv(hg) g luft. Kvisølv er ie-futede fase i frld til luft, data er gitt i Tabell 1. Greseflatespeig mellm luft g va er 70 mn/m, luft g visølv er 485 mn/m. Ktatviel mellm luft g visølv er 130 g mellm luft g va er 30. φ pc e) Ta utgagsput i Leverett s J-fusj,J = σ cs θ apillartrysurve fr visølv/luft g luft/va i dette tilfellet: ( ) Hg ( ) gw Pc Pc =. σ cs θ σ cs θ g vis følgede sammeeg mellm Bru lab data i llee til vestre i Tabell 1. Vis at fr følgede t verdier: Hg-Sat = 0.01 g Hg-Sat = 0.90 at du a berege de t tilsvarede verdiee i lee til øyre sm besriver e dreerigs apillartrysurve der luft frtreger va i et vafutet system. (Hit: igrer evt. egativt frteg, 1psi = bar) f) Ata at dee apillartrysurve er represetativ fr sadpaee sm ble brut i ppgave b). Ata at alle sadpaee ar samme prøsitet, sisser vametige i røret i ppgave b) etter at vi ar sluttet å fylle på va g igetig va reer ut av røret. Vi sal å se ærmere på et ljereservar. Vi defier følgede vlumer: Reservir Surface Vg R Vg,g S + V,g S V R V, S + Vg, S. På vestre side er det reservarvlum av gass ( Vg R ) g lje ( V R ). Når e vlumeet av lje blir tatt til verflatebetigelser blir det prdusert et vlum lje ( V,) S g et vlum gass sm var ppløst i lje ( Vg,). S Tilsvarede fr gassfase. Vi ser ve i fra ppløst lje i gass, dvs. V,g S = 0. g) Defier vlumfatree B, B g, ppløst gass-lje frld R s g umulativt prdusert gass lje frldet R p. Lag e sisse av B, B g, g R s sm fusj av midlere reservartry, idier bbleputstryet på grafe. Liige fr materialbalase er gitt sm: F = N(E + m E g + E c ) + W e B w. (1) ) Frlar vile t ledd sm settes li veradre ved utledig av liig (1). Fi et uttry fr espasj av gass i reservaret (leddet N m E g i liig (1)). 5

6 Tabell 2: Field PVT data Pressure B R s B g (psia) rb/stb scf/stb rb/scf Vi sal se på et reservar der veddrivmeaisme er espasj av lje g ppløst gass i lje. Opprielig gjemsittlig reservartry var 4000 psia. Vi eglisjerer istrømig av va i reservaret g prdusj av va. Adre PVT g prdusjsdata er gitt i Tabell 2. Liige fr materialbalase reduserer seg å til: N p [B + (R p R s )B g ] = N [(B B i ) + (R s i R s )B g ]. (2) i) Bru liig (2) g data i Tabell 2 til å gi et estimat på vr str frasj av lje sm er utvuet (N p /N), år gjemsittlig reservartry er falt til 900 psia g R p = 500 scf/stb. 6

7 Vedlegg 1. Imprtat frmula/crrelatis i PVT-Aalysis. Temperature: K = C F = 1.8 x C + 32 R = F Pressure: 1atm = mbar = bar = Pa = MPa = psia psia = psig 1 atm = mmhg at 0 C Desity: 1 g/cm 3 = lb/ft 3 = lb/bbl 1 lb/ft 3 = g/m 3 ρ w = g/cm 3 (60 F, 1 atm) ρ w = g/cm 3 (15 C, 1 atm) Specific desity: Fr liquids: Determied relative t water at sc. Fr gases: Determied relative t air at sc. ρ γ = = ρ API w API = γ Crage`s frmula (empirical frmula givig mlecular weigt f ydrcarbs): 6084 M = API 5.9 M g M g γ g = = M air Vlume: 1 bbl = ft 3 = m 3 1 ft 3 = m 3 1 US Gall = litre 1 Imp. Gall = litre Mlar vlume f gas at stadard cditis: V m = SCF/lb mle (60 F ad psia) V m = cm 3 /g mle = m 3 /g mle (15 C ad Pa) Air: Z air = (60 F, psia) M air = Gas cstat: R = (psia, ft 3, R, lb mle) R = (atm, litre, K, g mle) R = (Pa, m 3, K, g mle)