1 ППД Лекция 2 PVT свойства пластовых флюидов

1 ППД Лекция 2: PVT свойства пластовых флюидов Махатова Меруерт Надировна MS, BS in Petroleum Engineering Алматы, 2016

Обзор свойств природного газа: Закон идеального газа 1. Формула, устанавливающая зависимость PVT свойств природных газов - Уравнение состояния 2. Самым простым видом уравнения является уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева. Клапейрона 3. Где R’=10. 73, p - psia, V - cf, n - lb-моль, и T - R 0 38

Обзор свойств природного газа: Закон идеального газа 4. Закон идеального газа был выведен на основе газовых законов Бойля и Шарля (экспериментальные наблюдения). Вспомните и назовите эти два газовых закона. 5. Назовите стандартные условия в нефтегазовой индустрии? 39

Обзор свойств природного газа: Закон идеального газа 6. Закон идеального газа был выведен на основе газовых законов Бойля и Шарля (экспериментальные наблюдения). 7. Стандартные условия в нефтегазовой индустрии: 14. 7 psia и 60 0 F 8. Если объем газа рассчитан в стандартных условиях, то используется единица измерения SCF 9. M – 1, 000; MM – 1, 000 10. Объем, который занимает один моль любого газа при стандартных условиях, - 379. 4 SCF 40

Обзор свойств природного газа: Закон идеального газа 11. Пример № 1: Найдите содержание этана в молях, фунтах (масса), молекулах и SCF (объем). Дано: Идеальный газ (этан) занимает объем 500 cf при давлении 100 psia и температуре 100 0 F. Используйте нижеприведенные формулы для решения: • 0 F+460=0 R • Моль*2. 733(10)26= молекулы • Моль*30. 07 = масса (фунты) 41

Обзор свойств природного газа: Закон идеального газа 12. Объем вещества определяется как масса на единицу объема 13. Выведите уравнение для нахождения плотности газа ρg при данных T и P, используя закон идеального газа: 42

Обзор свойств природного газа: Удельный вес 43 12. Объем вещества определяется как масса на единицу объема. 13. Плотность газа, ρg, при данных T и P (Mw - молярная масса): 14. Более удобно использовать измерение удельного веса (sg), чем плотности 15. Sg это отношение плотности газа при определенных T и P к плотности воздуха при тех же T и P (60 0 F и атмосферное P) 16. Плотность газа меняется с T и P, но Sg нет. Почему?

Обзор свойств природного газа: Удельный вес 17. Плотность воздуха: 18. Sg газа (γg): 19. Зная, что один моль любого идеального газа при стандартных условиях занимает объем 379. 4 cf, по определению удельного веса: 20. Найдите молярную массу газа при sg = 0. 75? 44

Обзор свойств природного газа: Удельный вес 17. Плотность воздуха: 18. Sg газа (γg): 19. Зная, что один моль любого идеального газа при стандартных условиях занимает объем 379. 4 cf, по определению удельного веса: 20. При sg = 0. 75 молярная масса газа будет равна 21. 7 lb 44

46 Обзор свойств природного газа: Закон реального газа 1. Идеальных газов не существует 2. Многие газы при условиях атмосферных T и P имеют свойства схожие свойствам идеального газа 3. Если молекулы газа находятся достаточно далеко друг от друга, сила притяжения незначительна и газ близок к идеальному 4. При высоких T, вследствие увеличения кинетической энергии силы притяжения пренебрежительно малы - газ близок к идеальному

Обзор свойств природного газа: Закон реального газа 47 5. Так как объем реального газа меньше объема идеального газа, реальный газ можно назвать сверхсжимаемым 6. Коэффициент сжимаемости Z харакетирзует отличие реальных газов от идеальных (коэффициент сверхсжимаемости, z-factor): • безразмерная величина, • принимает значения от 0. 70 до 1. 20 • z-factor=1. 0 для идеального газа 7. При очень высоких P (более 5, 000 psia), природные газы переходят в такое состояние, при котором сжать реальный газ сложнее чем идеальный 8. Постарайтесь объяснить почему?

Обзор свойств природного газа: Закон реального газа 48 9. При высоких давлениях объем между молекулами газа уменьшается и становится равным объему самих молекул газ труднее сжать 10. Так как расстояние между молекулами уменьшается (при высоких P) увеличиваются силы отталкивания – коэффициент сверхсжимаемости больше единицы 11. z-factor по определению равен отношению фактического объема к объему, занимаемому идеальным газом при одних и тех же T and P:

Обзор свойств природного газа: Закон реального газа 12. Коэффициент сверхсжимаемости должен быть определен для каждого газа и определенных Т и Р 13. В случае, если Z не будет учтен, это может привести к погрешности измерения в 30% 49

Обзор свойств природного газа: Закон реального газа 53 16. z-factor можно найти через удельный вес газа, используя псевдокритические значения давления и температуры 17. Данное уравнение было выведено Sutton на основе 264 различных проб газа и действительно для газов с удельным весом 0. 57 – 1. 68 18. После нахождения псевдокритических используется диаграмма Standing and Katz значений

Закон реального газа 55

Обзор свойств природного газа: Закон реального газа 19. Пример № 3: Вычислите коэффициент сверхсжимаемости газа с месторождения Bell Field, если sg=0. 665, Tr=213 0 F, Pr=3, 250 psia. Используйте графический метод и метод уравнений для нахождения псевдокритических значений. 56

Обзор свойств природного газа: Закон реального газа 20. Более точные вычисления коэффициента сверхсжимаемости можно получить используя данные для каждой компоненты газа 21. На следующей таблице вы сможете найти все необходимые физические свойства углеводородов и других компонентов 62

Обзор свойств природного газа: Закон реального газа 63

Обзор свойств природного газа: Закон реального газа 22. Пример № 4: Рассчитайте коэффициент сверхсжимаемоти газа Bell Field через его состав. (Данные по давлению и температуре возьмите из Примера № 3) 64

Обзор свойств природного газа: Плотность и Bg 1. Объемный коэффициент газа (Bg): объем газа в резервуаре на объем газа на поверхности при стандартных условиях 2. Единицы измерения: RCF/SCF, SCF/RCF, RB/SCF, SCF/RB 3. При z-factor=1. 0 @ SC: 4. При стандартных условиях 14. 7 psia и 60 0 F: 67

Обзор свойств природного газа: Плотность и Bg 5. Bell Field газ (3, 250 psia, 213 0 F, z-factor = 0. 910): 6. 1 SCF (@ 14. 7 psia and 60 0 F) будет занимать 0. 00533 RCF в пластовых условиях при 3, 250 psia и 213 0 F 7. Так как нефть измеряется обычно в bbl, а газ в cf, необходима следующая конвертация 8. 1 bbl=5. 615 cf => Bg=0. 00533/5. 615 =0. 000949 RB/SCF 9. Если поровый объем на месторождении Bell Field 1, 000 cf при давлении 3, 250 psia, тогда объем газа: 68

Обзор свойств природного газа: Изотермическая сжимаемость 70 1. Изменение объема по давлению при изотермическом процессе 2. Не путайте сжимаемость сверхсжимаемости! с коэффициентом

Обзор свойств природного газа: Изотермическая сжимаемость 3. Продифференцируем предыдущее уравнение по P при T=const: 4. Конечная формула: 71

Обзор свойств природного газа: Изотермическая сжимаемость 5. Идеальный газ: z=1. 00 and dz/dp = 0 сжимаемость обратно пропорциональна Р 6. Найдите сжимаемость идеального газа при давлении 1, 000 psia 72

Обзор свойств природного газа: Изотермическая сжимаемость 73 7. Пример № 5: Найдите сжимаемость газа, используя график зависимости коэффициента сверхсжимаемости по давлению (при температуре 150 0 F), при давлении 1, 000 psia, 2, 500 psia, и 4, 500 psia.

Обзор свойств природного газа: Изотермическая сжимаемость 74

Обзор свойств природного газа: Вязкость 1. 2. 3. 4. 81 μg ~ при T, P, и составе газа Единицы измерения - centipoise (cp) Корреляционные диаграммы Carr, Kobayashi, and Burrows Аналогично коэффициенту сверхсжимаемости, псевдокритические T и P могут быть найдены через sg или критические Т и Р каждой компоненты газа

Обзор свойств природного газа: Вязкость 82

Review of Gas Properties: Viscosity 83

Review of Gas Properties: Viscosity 5. Пример № 7: Используя корреляционные кривые, найдите вязкость газа 84

Схема извлечения нефти и газа В каком случае давление ниже давления насыщения?

Rs – коэффициент растворимости газа. Отношение объема растворенного газа в одном барреле нефти, когда и газ и нефть находятся в пласте при текущих давлении и температуре, но приведенные к стандартным условиям Bo – объемный коэффициент нефти. Объем, занимаемый в пласте одним баррелем при стандартных условиях. Bg – объемный коэффициент газа. Объем, занимаемый в пласте одним стандартным кубическим футом газа.

Давление в пласте выше или ниже давления насыщения?

Давление в пласте выше или ниже давления насыщения?

Упражнение 2. 1

96 Questions? Comments.