Følgende kapillartrykksdata ble oppnådd ved å fortrenge vann med luft fra to vannmettede



Like dokumenter
σ cosθ φ (1) Forklar kort de størrelser som inngår, deres benevning i et konsistent sett av enheter og hva J-funksjonen brukes til.

...(1) R 1. og R 2. står for og forklar hvorfor kapillartrykket vanligvis er en funksjon av metningen.

ResTek1 Løsning Øving 5

, tilsvarende terskeltrykket p d

HØGSKOLEN I STAVANGER ...(1) Hvordan blir denne ligningen dersom skilleflaten mellom fasene er en kuleflate?

Emne: BIP 140, Reservoarteknikk Dato: 4. Desember 2010.

ResTek1 Øving 12. Oppgave 1 Trykkfallstest. Oppgave 2 Trykkfallstest

hvor s er målt langs strømningsretningen. Velges Darcy enheter så har en

SIG4010 STRØMNING I PORØSE MEDIA / FLUDMEKANIKK ØVING 4

Oppgave 1. Skisse til løsning Eksamen i Reservoarteknikk 1 4. juni, a) p c = 2σ/R hvor R = R 1 = R 2.

Figur 1: Skisse av den ene armen til en sentrifuge; kjerne i beholder. dp = ρω 2 Z 2 1. rdr; = 1 2 ρω2 (r 2 2 r2 1):

Strøm av olje og vann i berggrunnen matematisk model, simulering og visualisering

d) Beregn trykket i brønnen ved bruk av data fra tabell 1.

ResTek1 Løsning Øving 12

Strøm av olje og vann i berggrunnen matematisk model, simulering og visualisering

EKSAMENSOPPGAVE. Dato: Fredag 01. mars Tid: Kl 09:00 13:00. Administrasjonsbygget B154

ResTek1 Løsning Øving 12

Oppgave 3. Skisse til løsning Eksamen i Reservoarteknikk 14. desember, a) Se forelesningene. b) Fra Darcys lov,

Faglig kontakt under eksamen: Navn: Anne Borg Tlf BOKMÅL. EKSAMEN I EMNE TFY4115 Fysikk Elektronikk og Teknisk kybernetikk

d) Poenget er å regne ut terskeltrykket til kappebergarten og omgjøre dette til en tilsvarende høyde av en oljekolonne i vann.

a) Anta først at drivmekanismen er oppløst gassdriv, uten gasskappe, og estimer oljevolum opprinnelig tilstede i reservoaret.

Eksamensoppgavehefte 2. MAT1012 Matematikk 2: Mer lineær algebra

Løsningsforslag for øvningsoppgaver: Kapittel 6

Løsningsforslag AA6526 Matematikk 3MX Privatister 3. mai eksamensoppgaver.org

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR ELEKTRONIKK OG TELEKOMMUNIKASJON

Løsningsforslag Øving 1

Løsningsforslag til Øving 3 Høst 2010

Krefter, Newtons lover, dreiemoment

FAG: Fysikk FYS122 LÆRER: Fysikk : Per Henrik Hogstad (fellesdel) Tore Vehus (linjedel)

ResTek1 Løsning Øving 11

FAG: Fysikk FYS118 LÆRER: Fysikk : Per Henrik Hogstad (fellesdel) Kjetil Hals (linjedel)

ResTek1 Løsning Øving 11

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I EMNE SIE4015 BØLGEFORPLANTNING EKSAMEN I FAG BØLGEFORPLANTNING LØRDAG/LAURDAG 19. MAI 2001 TID: KL

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Øving 11. Veiledning: november.

F. Impulser og krefter i fluidstrøm

Løsningsforslag Øving 4

UNIVERSITETET I OSLO

Universitetet i Stavanger Institutt for petroleumsteknologi

Økt oljeutvinning i kalk basert på vannkjemi og potensialbestemmende ioner for endring av fukt

0$7(5,$// 5( )DJNRGH,/,

1 HENSIKT OG OMFANG DEFINISJONER OG FORKORTELSER...3

Eksamen. Fag: AA6524/AA6526 Matematikk 3MX. Eksamensdato: 6. desember Vidaregåande kurs II / Videregående kurs II

Fysikkonkurranse 1. runde november 2000

Norges Informasjonstekonlogiske Høgskole

Oppgave 1. Svaralternativer. Oppgave 2. Svaralternativer

Løsningsforslag til avsluttende eksamen i AST1100, høsten 2013

EiT Artikkel Nummer

DEL 1. Uten hjelpemidler. Oppgave 1 (3 poeng) Oppgave 2 (5 poeng) Oppgave 3 (4 poeng) S( x) 1 e e e. Deriver funksjonene. Bestem integralene

DEL 1 Uten hjelpemidler

Fysikk 3FY AA6227. Elever og privatister. 26. mai Videregående kurs II Studieretning for allmenne, økonomiske og administrative fag

Oppgave 2 Løs oppgavene I og II, og kryss av det alternativet (a, b eller c) som passer best. En funksjon er ikke deriverbar der:

Løsningsforslag Øving 2

GEF Løsningsforslag til oppgaver fra kapittel 9

EKSAMEN I EMNE SIF5072 STOKASTISKE PROSESSER Onsdag 31. juli 2002 Tid: 09:00 14:00

Eksamen i FYS Oppgavesettet, inklusiv ark med formler, er på 8 sider, inkludert forside. FAKULTET FOR NATURVITENSKAP OG TEKNOLOGI

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET Side 1 av 4 INSTITUTT FOR ENERGI- OG PROSESSTEKNIKK

EKSAMENSOPPGAVE. Eksamen i: FYS Elektromagnetisme Fredag 31. august 2012 Kl 09:00 13:00 adm. Bygget, rom B154

UNIVERSITETET I OSLO

Simulering og Analyse av 3-fase Strømningseksperimenter. Masteroppgave Arne Kristian Schille

Klasseromsforsøk om lagring av CO 2 under havbunnen

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

EKSAMENSOPPGAVE. Tillatte hjelpemidler: Kalkulator med tomt dataminne Rottmann: Matematisk Formelsamling A.T. Surenovna: Norsk russisk ordbok

Løsningsforslag Øving 8

Emne: BIP 140, Reservoarteknikk Dato: 15. Desember 2008.

Kap. 1 Fysiske størrelser og enheter

Boring av reservoar seksjon i en letebrønn Nordsjøen

ESERO AKTIVITET BEREGNING OG BYGGING AV MODELLRAKETTER. Elevaktivitet. 15 år og oppover. Utviklet av

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I EMNE TMA4245 STATISTIKK

KONTIUNASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Sikt siktkrav, siktmåling, siktkontroll

2,0atm. Deretter blir gassen utsatt for prosess B, der. V 1,0L, under konstant trykk P P. P 6,0atm. 1 atm = 1,013*10 5 Pa.

Forutsetninger for god plantevekst

RIN / NORVAR: Operatørkurs i rørinspeksjon avløp Kurs i spyling av avløpsledninger SPYLINGENS PLASS I DRIFT AV AVLØPSNETTET.

BRØNNVÆSKER Stavanger Offshore Tekniske Skole Kalhammervn STAVANGER

Løsningsforslag. e n. n=0. 3 n 2 2n 1. n=1

Håndbok 014 Laboratorieundersøkelser

HØGSKOLEN I STAVANGER

BACHELOR I IDRETTSVITENSKAP MED SPESIALISERING I IDRETTSBIOLOGI 2011/2013. Individuell skriftlig eksamen i IBI 225- Fysikk og målinger

Hemodynamikk. Stein Samstad. Avdeling for hjertemedisin Institutt for sirkulasjon og bildediagnostikk

METEROLOGI= Læren om bevegelsene og forandringene i atomosfæren (atmosfæren er lufthavet rundt jorden)

Oppfinnelsens område. Bakgrunn for oppfinnelsen

Biffens tilstand - Saken er biff!

FYS2160 Laboratorieøvelse 1

dp dz dp dz 1 (z z 0 )

LGU11005 A Naturfag 1 emne 1

Eksamen høst Fag: Produksjon og brønnvedlikehold. Fagkode: BRT Eksamensdato: Kunnskapsløftet. Videregående trinn 2

Null. miljøskadelige. utslipp. til sjø på norsk sokkel

UNIVERSITETET I OSLO

Prøve i R2. Innhold. Differensiallikninger. 29. november Oppgave Løsning a) b) c)...

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG

Løsningsforslag Prøveeksamen i MAT-INF 1100, Høsten 2003

Radarmåling ved Avaldsnes

Del 1. 3) Øker eller minker den momentane veksthastigheten når x = 1? ( )

Fysikk 3FY AA6227. (ny læreplan) Elever og privatister. 28. mai 1999

UNIVERSITETET I OSLO

Transkript:

ResTek1 Øving 5 Oppgave 1 Følgende kapillartrykksdata ble oppnådd ved å fortrenge vann med luft fra to vannmettede kjerneplugger: 1000 md prøve 200 md prøve P c psi S w P c psi S w 1.0 1.00 3.0 1.00 1.5 0.80 3.6 0.90 1.8 0.40 4.0 0.60 2.2 0.20 4.5 0.30 3.0 0.13 5.5 0.20 4.0 0.12 7.0 0.18 5.0 0.12 10.0 0.18 Beregn vertikal metningsfordeling, det vil si S w som funksjon av høyden i reservoaret, for følgende sekvens av lag, 12 ft 4 ft 6 ft 3 ft 4 ft 5ft FWL Figur 1: Vertikal sekvens av sedimentære lag. Rett over det frie vannivå (FWL), hvor p c 0, kommer et lag på 5 ft med 1000 md bergart. Så et 4 ft tykt lag med 200 md, etc. Andre data: Lab: σ vann luft 50 dyn/cm Res: σ ow 23 dyn/cm ρ o 0 81g cm 3 ρ w 1 01g cm 3 Oppgave 2 [Eks.opg.1, 13Mai98] 1

a) Kapillartrykket er generelt gitt ved 1 p c σ 1...(1) R 1 R 2 Forklar med ord hva størrelsene p c, σ, R 1 og R 2 står for og forklar hvorfor kapillartrykket vanligvis er en funksjon av metningen. b) Vis at for et rett rør med radius r så kan ligning (1) skrives som 2σ cosθ p c...(2) r hvor θ er kontaktvinkelen. c) Forklar hva som menes med fuktpreferanse og angi hvordan den kan kvantifiseres. d) Gitt Darcy slovpå formen k dp u µ dx...(3) Forklar hva Darcy-hastigheten u står for. For strømirør gjelder Poiseuille s ligning, d 2 dp v 32µ dx...(4) Forklar hva hastigheten v står for og vis at ved å sammenholde ligningene (3) og (4) finner en at k φ kan erstattes med r 2 8, dersom porekanalene kan antas å bestå av like, rette rør. e) Vis at J-funksjonen J Sµ p c Sµ σ cosθ k φ...(5) hvor S er metningen, kan være et godt forslag til et dimensjonsløst kapillartrykk som kan brukes for flere fluidpar og fuktpreferanser i samme bergartstype, selv om permeabiliteten og porøsiteten også skulle variere. Kommenter hvilke enheter som kan brukes på størrelsene i uttrykket for J. f) Forklar hva som menes med det frie vannivå mellom vann og olje. Vil dette nivået ha konstant dybde over hele reservoarets utstrekning selv om lagdelingen og bergartstypen varierer? 2

g) Vis at kapillartrykket i en høyde h over det frie vannivå er gitt ved p c ρgh, hvor ρ er tetthetsforskjellen. h) I tabell 1 er gitt en J-funksjon for primær drenering fra et homogent reservoar med en vannsone, oljesone og en gasskappe. I tabell 4 er gitt egenskaper til reservoaret samt andre opplysninger. Estimer gass-, vann- og oljemetningen 21 meter over det frie vannivå dersom det frie oljenivå (for gass-olje) er 20 meter over det frie vannivå. Tabell 1: J-funksjonen for et reservoar S J Sµ 1.000 0.00 0.950 0.22 0.900 0.31 0.750 0.55 0.600 1.02 0.450 1.66 0.300 2.84 0.250 3.80 0.235 4.23 0.235 5.29 Tabell 2: Egenskaper til reservoaret og andre opplysninger porøsitet φ = 0.20 permeabilitet k = 200 md overflatespenning vann-olje σ wo = 30 dyn/cm kontaktvinkel vann-olje θ wo = 35 Æ overflatespenning gass-olje σ go = 5 dyn/cm kontaktvinkel gass-olje θ go = 10 Æ tetthet av olje ρ o = 850 kg/m 3 tetthet av gass ρ g = 120 kg/m 3 tetthet av vann ρ w = 1050 kg/m 3 tyngdens akselerasjon g = 980 cm s 2 1 cp tilsvarer 10 3 Pa s 1 dyn tilsvarer 1 g cm s 2 1 md tilsvarer 9.869 10 16 m 2 3

i) Forklar om samme J-funksjon som i tabell 1 kan brukes til å anslå metningsprofilen som funksjon av høyden etter at det frie vannivå har steget som følge av produksjon fra oljesonen. Oppgave 3 [Eks.opg.1, 18Sep97] Figur 2 viser et kar fylt til randen med vann. Et vertikalt, gjennomsiktig rør med tverrsnitt A stikker såvidt ned i vannet. I den nedre enden av røret er det en høyde h s med sand som blir holdt på plass av en rist. Karet og røret er åpne til atmosfæren. Vann helles med konstant rate q oppi røret. Vannet renner gjennom sanden og over kanten på karet. Ved stasjonær strømstår vannet i røret opp til høyden h v. Figur 2: Kar fylt med vann, rør med sand til høyde h s og vann til høyde h v a) Bruk Darcy s lov til åfinne et uttrykk for vannraten q som funksjon av den høyden h v som vannet står opp i røret. b) Vannet skrus nå av og en observerer at vann-luft nivået i røret bruker 400 sekunder på åfalle fra 100 cm til 80 cm. Hva er permeabiliteten til sanden dersom h s 5 cm? c) Røret fylles til topps med sand og mettes med vann. Vanntilførselen stenges. Hvor lang tid vil det nå ta for luft-vann nivået i røret å falle fra 100 cm til 80 cm? Angi hvilke antagelser som eventuelt blir gjort i beregningen. 4

d) Skisser vannmetningen i sanden som funksjon av høyden over vannet i karet etter at vannet har sluttet å renne. Poengter karakteristiske trekk i metningsprofilen. Hvordan vil profilen endres dersom nå hele røret sakte senkes ned i vannet? e) Forklar hvordan en med kjennskap til kapillartrykkskurven kan beregne vannmetningen som funksjon av høyden i et oljereservoar. Redegjør spesielt for hvordan en i praksis skal kunne fastsette det frie vannivå for: (i) primær drenering og (ii) imbibering som følge av vanninnfluks fra bunnen av reservoaret. Oppgitt: Data: Tetthet av vann, 1 g cm 3 Viskositet til vann, 1 cp Tyngdens akselerasjon, 980 cm s 2 Enheter: 1 atm tilsvarer 1.01325 10 6 dyn cm 2 1 dyn tilsvarer 1 g cm s 2 1 cp tilsvarer 10 3 Pa s 1 md tilsvarer 9.869 10 16 m 2 Oppgave 4 [Eks.opg2a, 18Sep97] Dataene i tabell 3 er hentet fra en RFT-test ( Repeat Formation Tester ) av en ukomplettert brønn. Dybde Trykk (m) (MPa) 2475 20.074 2500 20.133 2525 20.182 2550 20.339 2575 20.535 2600 20.721 2625 20.947 2650 21.202 2675 21.467 Tabell 3: RFT-data fra ukomplettert brønn Bestem tetthetene til de fluidene som er tilstede og dybdene til gass-olje og oljevann kontaktene. 5

Oppgave 5 [Eks.opg1, 3.juni 1999] a) Hva er kapillartrykk? [Bruk maksimalt 50 ord.] b) Gitt J-funksjonen J Sµ p c Sµ σ cosθ k φ...(6) Forklar kort de størrelser som inngår, deres benevning i et konsistent sett av enheter og hva J-funksjonen brukes til. c) En mye brukt korrelasjon for kapillartrykket mellom olje og vann under primær drenering er p p d c S n µ Sn a...(7) hvor S n S w S iw µ 1 S iw µ er normalisert vannmetning, S iw er irredusibel vannmetning, p d er terskeltrykket ( displacement pressure ) oga en positiv konstant. Forklar kort hva som menes med primær drenering og irredusibel vannmetning. Hva er den fysikalske forklaringen på terskeltrykket? d) Et umettet oljereservoar har egenskaper som gitt i tabell 4. Reservoaret ble oppdaget med en brønn ute på flanken av en halvkuleformet struktur. Prøver ble tatt både fra kappebergarten og reservoarbergarten. Porøsitet og permeabilitet ble målt. Det viser seg at kappebergarten og reservoarbergarten har samme fluider (vann og olje) i trykklikevekt. På havoverflaten over reservoaret observeres det jevnlig oljeflekker og en regner med at olje som fortsetter å migrere inn i reservoaret lekker opp gjennom kappebergarten og videre opp til overflaten. Kapillartrykkskurven for kappebergarten ble ikke målt i første omgang siden det tar så lang tid med en såpass tett formasjon. Men J-funksjonen kan anvendes til å anslå kapillartrykket for kappebergarten. Det antas samme fuktpreferanse i reservoarog kappebergart. Gi et anslag på høyden av oljekolonnen under toppen av strukturen. 6

Tabell 4: Egenskaper til reservoaret og andre opplysninger RESERVOARBERGART OG FLUIDER porøsitet φ = 0.20 terskeltrykk p d = 0.2 bar permeabilitet k = 100 md tetthet av olje ρ o = 850 kg/m 3 tetthet av vann ρ w = 1050 kg/m 3 KAPPEBERGART porøsitet φ = 0.01 permeabilitet k = 0.2 md ANNET tyngdens akselerasjon g = 9.80 m s 2 1 bar tilsvarer 10 5 Pa 1 Pa tilsvarer 1 N/m 2 7