Скачать презентацию PVT Свойства пластовых флюидов отношения PVT PVT Скачать презентацию PVT Свойства пластовых флюидов отношения PVT PVT

PVT.ppt

  • Количество слайдов: 84

PVT Свойства пластовых флюидов – отношения PVT (PVT – Pressure – Давление Volume – PVT Свойства пластовых флюидов – отношения PVT (PVT – Pressure – Давление Volume – Объем Temperature – Температура)

Для чего нужны PVT? • Закон Дарси • Продуктивность скважины невозможно рассчитать правильно, не Для чего нужны PVT? • Закон Дарси • Продуктивность скважины невозможно рассчитать правильно, не зная свойств флюидов

Для чего нужны PVT? • В разных месторождениях залегают разные типы нефти. Они отличаются Для чего нужны PVT? • В разных месторождениях залегают разные типы нефти. Они отличаются друг от друга по цвету, плотности, газосодержанию и т. д. Газы могут иметь различную удельную плотность и содержать различные объемы примесей. • Необходим лабораторный анализ полученных надлежащим образом образцов флюидов с каждого месторождения. • Более простой метод: определить хотя бы некоторые ключевые параметры и использовать корреляции.

Коэффициенты для пересчета в метрическую систему • o. API: • • 141. 5/(131. 5+o. Коэффициенты для пересчета в метрическую систему • o. API: • • 141. 5/(131. 5+o. API) = г/см 3 1 bbl x 0. 1589 = 1 м 3 o. F: (o. F-32)/1. 8 = o. C 1 ft x 0. 3048 = 1 м 1 psi x 6. 895 = 1 к. Пa 1 atm = 14. 7 psi 1 scf/d x 0. 02832 = 1 std m 3/d 1 scf/STBO x 0. 1801 = 1 std m 3/std m 3

PVT - Определения • Фаза (состояние) описывает агрегатное состояние системы (газообразное, жидкое, твердое); • PVT - Определения • Фаза (состояние) описывает агрегатное состояние системы (газообразное, жидкое, твердое); • Компонент относится к отдельным составным частям независимо от состояния системы; • Моль – грамм-молекулярный вес; • Мольная доля – отношение количества молей компонента к общему количеству молей в смеси; • Массовая доля – отношение массы компонента к общей массе смеси

емперат Твердая фаза График т Давление pc уры пла вления Фазовая диаграмма – Чистое емперат Твердая фаза График т Давление pc уры пла вления Фазовая диаграмма – Чистое вещество C Жидкая фаза я и ен л в да к и ф Гра а ар п Газообразная фаза T Температура Tc

Фазовые превращения определение • Критическое давление – давление, выше которого жидкость и газ не Фазовые превращения определение • Критическое давление – давление, выше которого жидкость и газ не могут сосуществовать, какова бы ни была температура; • Критическая температура – температура, выше которой газ не может конденсироваться, каково бы ни было давление; • Тройная (нонвариантная) точка – точка, в которой твердая, жидкая и газообразная фазы сосуществуют в условиях равновесия.

Диаграмма фазового состояния двухфазной системы (нефть – газ) Диаграмма фазового состояния двухфазной системы (нефть – газ)

Фазовая диаграмма – двухкомпонентная система Постоянная температура Жидкость сыщения График на Давление Общий состав Фазовая диаграмма – двухкомпонентная система Постоянная температура Жидкость сыщения График на Давление Общий состав чки ик то Жидкость + газ росы Граф Газ 0 Состав, (мольная доля)i 1

400 Точка насыщ е Давление, psia ния Фазовая диаграмма - смесь Критическая точка 4 400 Точка насыщ е Давление, psia ния Фазовая диаграмма - смесь Критическая точка 4 45 0 o 54 o. F 425 o 400 o 300 Точ к а ро 350 o сы 200 300 o 0. 1 0. 2 0. 3 Объем, куб. фт/фунт 0. 4

Пять пластовых флюидов Летучая нефть Нелетучая нефть 50 40 щ сы чк и 30 Пять пластовых флюидов Летучая нефть Нелетучая нефть 50 40 щ сы чк и 30 на % жидкости Гр 60 аф ик 20 то 90 % жидкости 80 90 70 80 9 0 7 60 0 ен ия Летучая нефть Давление Тяжелая нефть и чк то я ик ни ф ще а Гр асы н 2 График точки росы Критическая точка 10 40 50 Давление, psia График пластового давления График точки росы Критическая точка 1 График пластового давления 5 10 20 30 3 Сепаратор осы р чки ик то Граф Температура, °F График пластового давления 1 1 2 1 Температура 5 0 Ретроградный газ чки фи к то 2 2 1 % жидкости Сепаратор Температура Жирный газ 50 22 55 1 Сепаратор % жидкости 5 30 1 Сухой газ Гра ро ки точ ик аф Гр Давление Критическая точка Гр а на фи сы к т щ о 30 енички я 25 15 Жирный газ Давление сы nt oi wp De % жидкости 20 le p bb Bu 4 300 nt lin e Критическая точка oi Давление рос lin ы e Ретроградный газ Сепаратор Температура Сухой газ

Компоненты природных нефтесодержащих жидкостей Компоненты природных нефтесодержащих жидкостей

Разница между тремя видами газов • Сухой газ – одинаковый газ при пластовых и Разница между тремя видами газов • Сухой газ – одинаковый газ при пластовых и поверхностных условиях • Жирный газ – пластовый газ представляет собой комбинацию конденсата и газа в поверхностных условиях • Ретроградный газ – газ в пластовых условиях объединяет газ в поверхностных условиях и конденсат, но часть конденсата (ретроградный конденсат) остается в пласте

Идентификация месторождений Идентификация месторождений

Лабораторный анализ Лабораторный анализ

Основные тенденции добычи Время Сухой газ Ретроградный Жирный Время Газосодержание Время API Газосодержание Время Основные тенденции добычи Время Сухой газ Ретроградный Жирный Время Газосодержание Время API Газосодержание Время газ API Газосодержание Время API Газосодержание Нелетучаая Летучая нефть Время Жидкости нет Время

Свойства сухого газа Свойства сухого газа

Уравнение состояния идеального газа другие формы: Уравнение состояния идеального газа другие формы:

Свойства идеального газа • Объем, занятый молекулами, незначителен в сравнении с объемом газа • Свойства идеального газа • Объем, занятый молекулами, незначителен в сравнении с объемом газа • Между молекулами не действуют силы притягивания или отталкивания • Все столкновения полностью упруги Смеси идеальных газов • Вероятная молекулярная масса

Физические константы Физические константы

Удельная плотность газа • Обе плотности измерены при одинаковой температуре и одинаковом давлении, обычно Удельная плотность газа • Обе плотности измерены при одинаковой температуре и одинаковом давлении, обычно при температуре 60 F и атмосферном давлении • Иногда называется g (воздух = 1)

Уравнение состояния реального газа другие формы: Уравнение состояния реального газа другие формы:

Коэффициент сжимаемости • Z называется коэффициентом сжимаемости • Также называется коэффициентом отклонения газа, сверхсжимаемостью Коэффициент сжимаемости • Z называется коэффициентом сжимаемости • Также называется коэффициентом отклонения газа, сверхсжимаемостью или z-коэффициентом • Определение: • То есть:

Коэффициент сжимаемости, z Типичный график zкоэффициента а z приближается к 1. 0 = ту Коэффициент сжимаемости, z Типичный график zкоэффициента а z приближается к 1. 0 = ту а 1. 0 ем Т ер п реальный V меньше идеального V 0 ра ст он к та н 0 Реальный V больше идеального V Давление, p

Z-коэффициенты для метана Метан 1. 1 404 342 320 262 240 212 0. 9 Z-коэффициенты для метана Метан 1. 1 404 342 320 262 240 212 0. 9 170 5000 140 104 44 -84 -70 -54 -40 -22 -4 4000 32 0. 7 -4 -22 -40 0. 5 32 44 104 140 170 212 240 262 320 342 404 3000 -54 -70 1. 6 2000 1. 4 1. 2 -84 0. 3 1. 0 0. 1 0 1000 6000 Давление, psia 8000 10000

Приведенное давление Приведенная температура Приведенное давление Приведенная температура

Z-коэффициенты приведенном давлении и приведенной температуре 1. 0 C 5 H 12 C 3 Z-коэффициенты приведенном давлении и приведенной температуре 1. 0 C 5 H 12 C 3 H 8 Tr = 1. 3 0. 8 CH 4 C 5 H 12 C H H 8 2 C 3 C 5 H 1 0. 6 4 Tr = 1. 2 Tr = 1. 0 Tr = 0. 9 C 3 H 8 CH 4 C 6 H 14 C 5 H 12 C 3 H 8 C 6 H 14 Коэффициент сжимаемости, z = p. V RT Tr = 1. 5 Tr = 1. 1 CH 4 C 5 H 12 0. 4 C 3 H 8 CH 4 C 3 H 8 C 5 H 12 0. 2 0 0 0. 6 1. 2 1. 8 Приведенное давление, pr 2. 4 3. 0

Псевдокритические значения • Данные о критической температуре и критическом давлении не всегда имеются • Псевдокритические значения • Данные о критической температуре и критическом давлении не всегда имеются • Определите псевдокритическую температуру и псевдокритическое давление, Tpc and ppc • Изначально (правила Кея): • Свяжите z-коэффициент с:

Плотность газа • Уравнение: • Единицы - фунтов/кубические футы или Плотность газа • Уравнение: • Единицы - фунтов/кубические футы или

Типичный график – плотность газа Типичный график – плотность газа

Объемный коэффициент газа (Bg) • Определение – отношение объема газа в пластовых условиях к Объемный коэффициент газа (Bg) • Определение – отношение объема газа в пластовых условиях к объему газа в поверхноcтных условиях • Единицы • Уравнение – • Или - res cu ft/scf, res bbl/Mscf

Объемный коэффициент газа (Bg). Объемный коэффициент газа, rb/Mcf 1 0. 9 0. 8 0. Объемный коэффициент газа (Bg). Объемный коэффициент газа, rb/Mcf 1 0. 9 0. 8 0. 7 0. 6 0. 5 0. 4 0. 3 0. 2 0. 1 0 0 500 1000 1500 2000 2500 Давление, psia 3000 3500 4000 4500

Вязкость газа ( g) • Определение – сопротивление потоку жидкости, т. е. большие значения Вязкость газа ( g) • Определение – сопротивление потоку жидкости, т. е. большие значения вязкости = низкому дебиту • Единицы – сантипуаз или сантистокс • Корреляция уравнения Где: A = B = C = f(Ma, T) • Таким образом g = f( g, Ma, T) or g = f(z, Ma, T)

Типичный график – вязкость газа Типичный график – вязкость газа

Коэффициент изотермической сжимаемости газа (сжимаемость газа) • Определение • Идеальный газ • Реальный газ Коэффициент изотермической сжимаемости газа (сжимаемость газа) • Определение • Идеальный газ • Реальный газ • Корреляция

Типичный график коэффициента изотермической сжимаемости газа Типичный график коэффициента изотермической сжимаемости газа

Свойства газа • • • т. е. , необходимы z и Ma • т. Свойства газа • • • т. е. , необходимы z и Ma • т. е. , необходимы Tpc, ppc • т. е. , необходим g Таким образом, единственное свойство газа, необходимое для определения всех газовых корреляций – либо состав газа, либо удельная масса газа.

Свойства нелетучей нефти Свойства нелетучей нефти

Удельная плотность нефти • Обе плотности измерены при одинаковой температуре и одинаковом давлении, обычно Удельная плотность нефти • Обе плотности измерены при одинаковой температуре и одинаковом давлении, обычно при температуре 60 F и атмосферном давлении • Иногда называется o (60/60) API плотность нефти

Пластовое давление > давления насыщения для нефти Сепаратор scf Резервуар STB Bo = res Пластовое давление > давления насыщения для нефти Сепаратор scf Резервуар STB Bo = res bbl Нефть p > pb res bbl oil STB

Объемный коэффициент нефти (Bo) • Определение – отношение объема нефти в пластовых условиях к Объемный коэффициент нефти (Bo) • Определение – отношение объема нефти в пластовых условиях к объему товарной нефти • Единицы - res bbl/STB • Когда нефть попадает на поверхность, происходит следующее: 1. Потеря массы – газ переходит из растворенного состояния в свободное 2. Снижение температуры – от пластовой температуры до 60 F 3. Расширения – давление падает от пластового до атмосферного

Типичный график – объемный коэффициент нефти (Bo) 2 Bo Недонасыщенная Насыщенная 1 pb 1 Типичный график – объемный коэффициент нефти (Bo) 2 Bo Недонасыщенная Насыщенная 1 pb 1 p, атм 200

Пластовое давление > давления насыщения для нефти Rsb = Сепаратор scf STB scf Резервуар Пластовое давление > давления насыщения для нефти Rsb = Сепаратор scf STB scf Резервуар STB Bo = res bbl Нефть p > pb res bbl oil STB

Содержание растворенного газа в нефти (Rs) • Определение – объем газа, высвобождающегося из нефти Содержание растворенного газа в нефти (Rs) • Определение – объем газа, высвобождающегося из нефти при переходе от пластовой температуры и давления к поверхностным • Единицы – газ в кубических футах в стандартных условиях к баррелю нефти в стандартных условиях, scf/STB

Типичный график Содержание растворенного газа в нефти (Rs) Содержание газа, растворенного в нефти, scf/stb Типичный график Содержание растворенного газа в нефти (Rs) Содержание газа, растворенного в нефти, scf/stb . 800 Недонасыщенная 700 600 Давление насыщения Насыщенная 500 400 300 200 100 0 0 500 1000 1500 2000 2500 Давление, psia 3000 3500 4000 4500

Пластовое давление < давления насыщения для нефти scf Rsb = scf Сепаратор res bbl Пластовое давление < давления насыщения для нефти scf Rsb = scf Сепаратор res bbl gas Bg = Mscf STB scf Резервуар STB Газ res bbl Bo = Нефть p < pb res bbl oil STB

Коэффициент изотермической сжимаемости нефти - p > pb Определение или Нефть Hg Hg Коэффициент изотермической сжимаемости нефти - p > pb Определение или Нефть Hg Hg

Коэффициент изотермической сжимаемости нефти - p > pb Газ Нефть Hg Hg Коэффициент изотермической сжимаемости нефти - p > pb Газ Нефть Hg Hg

Типичный график – сжимаемость нефти Типичный график – сжимаемость нефти

Плотность нефти (ρo) Единицы – г/см 3, т/м 3, кг/м 3 o, г/см 3 Плотность нефти (ρo) Единицы – г/см 3, т/м 3, кг/м 3 o, г/см 3 0. 86 0. 82 pb p, атм 200

Вязкость нефти (μo) • Определение – сопротивление потоку жидкости, т. е. большие значения вязкости Вязкость нефти (μo) • Определение – сопротивление потоку жидкости, т. е. большие значения вязкости = низкому дебиту • Единицы: Сантипуаз = (сантистокс)(плотность g/cc)

 o, cp Типичный график – вязкость нефти (μo) p, атм pb 200 o, cp Типичный график – вязкость нефти (μo) p, атм pb 200

Промысловые данные для корреляций • Точное значение pb поможет увеличить точность результатов всех корреляций Промысловые данные для корреляций • Точное значение pb поможет увеличить точность результатов всех корреляций – в противном случае используйте корреляцию для pb • Rsb требуется во всех корреляциях – выводится из данных добычи • API товарной нефти требуется во всех корреляциях – выводится из данных продаж нефти • g. SP газа на сепараторе. Требуется в большинстве корреляций - выводится из данных продаж газа

Газосодержание Дебит Пластовое нефти, MSTB/d давление, psia Динамика добычи/давления для типичной нелетучей нефти 9000 Газосодержание Дебит Пластовое нефти, MSTB/d давление, psia Динамика добычи/давления для типичной нелетучей нефти 9000 6000 3000 100 75 50 25 4000 3000 2000 1000 0 1978 1979 1980 Время 1981

Промысловые данные для корреляций • Постройте график отношения газосодержания к накопленной добыче • Постройте Промысловые данные для корреляций • Постройте график отношения газосодержания к накопленной добыче • Постройте график отношения измеренных средних пластовых давлений к накопленной нефтедобыче • Rsb – начальное газосодержание • pb - давление, при котором кривая давления выпрямляется – как раз перед тем, как начинает возрастать газосодержание • Если газосодержание рассчитывается с использованием товарного газа (что обычно и происходит), для получения Rsb необходимо добавить величину количества газа в резервуаре, т. е. , Rsb = RSP + RST • Корреляция RST = f (API, γg. SP, p. SP, TSP)

Пять основных процедур: · Определение состава · Однократное дегазирование · Многократное дегазирование · Испытания Пять основных процедур: · Определение состава · Однократное дегазирование · Многократное дегазирование · Испытания на сепараторе · Измерение вязкости нефти

Лабораторное измерение однократного дегазирования pb Vt Жидкость Vt Liquid Жидкость Vt Газ Жидкость Hg Лабораторное измерение однократного дегазирования pb Vt Жидкость Vt Liquid Жидкость Vt Газ Жидкость Hg Hg Hg Жидкость Hg Первый этап Второй этап Vt Газ Третий этап Hg Четвертый этап

Данные, полученные на основе однократного дегазирования Данные, полученные на основе однократного дегазирования

4500 Давление, psig Определение давления насыщения по данным однократного дегазирования 3500 pb=2620 2500 1500 4500 Давление, psig Определение давления насыщения по данным однократного дегазирования 3500 pb=2620 2500 1500 60 Vb=63. 316 Объем, CC 70

Лабораторное определение многократного дегазирования Газ pb Vo Жидкость Газ Жидкость Hg Hg Hg Vo Лабораторное определение многократного дегазирования Газ pb Vo Жидкость Газ Жидкость Hg Hg Hg Vo Hg Первый этап Hg Второй этап

Данные многократного дегазирования Данные многократного дегазирования

Лабораторные испытания на сепараторе pb Rsb = Газ scf STB Газ scf Жидкость Hg Лабораторные испытания на сепараторе pb Rsb = Газ scf STB Газ scf Жидкость Hg Hg Сепаратор resbbl scf Резерв уар Жидкость STB Жидкость Bob = resbbl STB

1. 485 1. 475 800 41. 0 790 °API 780 40. 5 Rsb 770 1. 485 1. 475 800 41. 0 790 °API 780 40. 5 Rsb 770 Bob 760 50 100 150 200 250 Давление на сепараторе, psig 40. 0 300 Мааса нефти в резервуаре, °API 1. 495 Содержание растворенного газа в нефти, Rsb Объемный коэффициент нефти, Bob Результаты испытаний на сепараторе для Good Oil Co. № 4

Свойства флюидов и пород • Содержание растворенного газа в нефти (Rs) • Объемный коэффициент Свойства флюидов и пород • Содержание растворенного газа в нефти (Rs) • Объемный коэффициент нефти (Bo) • Объемный коэффициент газа (Bg) • Общий объемный коэффициент (Bt) • Сжимаемость пласта (cf) • Сжимаемость воды (cw)

Сжимаемость. • Коэффициент изотермической сжимаемости (c). Сжимаемость. • Коэффициент изотермической сжимаемости (c).

Базовые физические свойства нефти и газа • • 9. Объемный фактор нефти (ВО) [м Базовые физические свойства нефти и газа • • 9. Объемный фактор нефти (ВО) [м 3/м 3] Газосодержание (RS) [м 3/м 3] Плотность нефти (ρО) [кг/м 3] Давление (Р) [МПа] Молекулярная масса нефти (МО) [кг/кг х моль] Вязкость нефти (μО) [с. Пз] Температура (Т) [о. К] Относительная плотность нефти по воде ( О) (ρО)SC – плотность нефти в поверхностных условиях (ρW)SC – плотность воды (ρ 1000 кг/м 3) Относительная плотность газа по воздуху Мвозд. = 28, 97

Газосодержание нефти по корреляции Vasquez and Beggs. где давление и температура в сепараторе С Газосодержание нефти по корреляции Vasquez and Beggs. где давление и температура в сепараторе С 1 С 2 С 3 С 4 1, 187 1881, 24 1748, 29 1, 0937 2022, 19 1879, 28

Вязкость нефти по корреляции Beggs and Robinson. 1) где 2) где 3) Вязкость разгазированной Вязкость нефти по корреляции Beggs and Robinson. 1) где 2) где 3) Вязкость разгазированной нефти μod = 10 х – 1 Поправка вязкости нефти на содержание газа μOS = АμBod А = 10, 715 (5, 552 RS + 100) -0, 515 В = 5, 44 (5, 552 RS + 150) -0, 338 Для Р>Рb

Объемный фактор по корреляция Vasquez and Beggs. Bo = 1 + C 1 RS Объемный фактор по корреляция Vasquez and Beggs. Bo = 1 + C 1 RS + F(C 2 + C 3 RS) где

Сжимаемость нефти по корреляции Vasquez and Beggs Сжимаемость нефти по корреляции Vasquez and Beggs

Плотность нефти по корреляции Standing 1) P < Pb 2) Р ≥ Pb Со-сжимаемость Плотность нефти по корреляции Standing 1) P < Pb 2) Р ≥ Pb Со-сжимаемость нефти ρOb – плотность нефти при давлении насыщения (рассчитывается по 1) при RSb и BOb

Свойства пластовой воды Свойства пластовой воды

Состав воды в нефтяном месторождении • Все пластовые воды содержат растоворенные твердые тела, прежде Состав воды в нефтяном месторождении • Все пластовые воды содержат растоворенные твердые тела, прежде всего хлорид натрия • Типичные катионы - Na+, Ca++, Mg++ иногда K+, Ba++, Li+, Fe++, Sr++ • Типичные анионы - Cl-, SO 4 --, HCO 3 - иногда CO 3 --, NO 3 -, Br-, I-, BO 3 ---, S— • Также другие попутные ионы от 30 до 40

Минерализация воды – типичные единицы • Может быть, начиная с 200 ppm, до давления Минерализация воды – типичные единицы • Может быть, начиная с 200 ppm, до давления насыщения, при давлении насыщения этот показатель может превышать 300, 000 ppm • Для справки: содержание твердых веществ в морской воде 35, 000 ppm

Удельная плотность пластовой воды Обе плотности измеряются при одинаковой температуре и давлении, обычно при Удельная плотность пластовой воды Обе плотности измеряются при одинаковой температуре и давлении, обычно при 60 F и атмосферном давлении Давление насыщения для пластовой воды • Нефтяной пласт – давление насыщения для воды равно давлению насыщения для нефти • Газовая залежь – давление насыщения для воды равно начальному пластовому давлению

Типичный график – содержание газа, растворенного в воде Типичный график – содержание газа, растворенного в воде

Типичный график – плотность воды Типичный график – плотность воды

Типичный график – сжимаемость воды Типичный график – сжимаемость воды

Минерализация пластовой воды • Получение точных образцов пластовой воды является сложной задачей Temperature (o. Минерализация пластовой воды • Получение точных образцов пластовой воды является сложной задачей Temperature (o. F) (o. C) 500 260 240 220 400 200 180 160 300 250 • Аналитик по каротажу должен иметь данные о сопротивлении воды при пластовой температуре 120 100 200 Equivalent Na. Cl Concentration grains/gal ppm or @ 24 o. C mg/kg or 75 o. F 200 300 400 600 800 1000 150 90 2000 3000 4000 70 60 50 100 40 70 20, 000 30, 000 40, 000 60, 000 80, 000 100, 000 20 200, 000 300, 000 60 50 6000 8000 10, 000 30 80 ) ( )( 80 90 • Существует связь между минерализацией и сопротивлением воды 140 Сопротивление эквивалентных Na. Cl растворов 20 30 40 50 R ( . m) 20 10 8 6 5 4 3 2 100 200 1 0. 8 300 400 500 0. 6 0. 5 0. 4 0. 3 1000 0. 2 2000 3000 4000 5000 0. 1 0. 08 10, 000 13, 000 17, 500 0. 06 0. 05 0. 04 0. 03 10 0. 02 0. 01

ПРОГРАММКА PVT ПРОГРАММКА PVT

ТАБЛИЧКА PVT ПО ЮКОСу ТАБЛИЧКА PVT ПО ЮКОСу

Горизонтальные скважины Горизонтальные скважины