Analizy PVT jako skuteczne narzędzie w rękach inżyniera naftowego. Część II: przemiany fazowe płynów węglowodorowych

• Autorzy: Wojnicki M. , Warnecki M. , Szuflita S. , Kuśnierczyk J.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2018.12.06

Warianty tytułu

EN

PVT analyses as an effective tool in the hand of the petroleum engineer. Part 2: phase behaviour of hydrocarbon fluids

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Określenie relacji między ciśnieniem, objętością i temperaturą (PVT) płynów węglowodorowych jest niezbędne do szacowania zasobów, prowadzenia symulacji złożowych, prognozowania wydobycia, poznania hydrauliki przepływu, ustalania warunków separacji cieczy i gazu, projektowania instalacji wydobywczych oraz przesyłowych. Znajomość przemian fazowych i umiejętność korzystania z przedstawiających je diagramów fazowych wpisuje się w podstawowe kompetencje specjalistów odpowiedzialnych za prawidłowe zagospodarowanie i eksploatację złóż węglowodorów. Umiejętność predyktywnej analizy zachowania fazowego płynów węglowodorowych jest niezwykle istotna w inżynierii naftowej i gazowniczej z dwóch głównych powodów. Po pierwsze, zachowanie fazowe płynów węglowodorowych rozpatrywane jest w skrajnie zróżnicowanym zakresie ciśnień – od ciśnienia atmosferycznego do ciśnienia przekraczającego 1000 bar, i temperatur – od ultraniskich (–170°C w przypadku LNG) do nawet 200°C. W tym zakresie płyn węglowodorowy może występować w jednej z trzech głównych faz, to jest stałej, ciekłej i gazowej, lub – co gorsza – w dowolnej ich kombinacji. Dlatego tak istotne jest zrozumienie interakcji między przepływającym płynem a poszczególnymi elementami systemu wydobywczego, obejmującego złoże, rury wydobywcze, separatory, pompy, kompresory, rurociągi transmisyjne itp. Po drugie, podczas wydobycia często zajmujemy się płynami węglowodorowymi o skomplikowanych składach chemicznych, w przypadku których zależność między składem a właściwościami termodynamicznymi jest bardzo silna. W publikacji, będącej drugą częścią serii pt.: Analizy PVT jako skuteczne narzędzie w rękach inżyniera naftowego, omówiono teoretyczne podstawy przemian fazowych węglowodorowych płynów złożowych. Przedstawiono diagramy fazowe dla poszczególnych typów płynów węglowodorowych wraz z nakreśleniem przebiegu przemian fazowych zachodzących podczas ich eksploatacji. Omówiono parametry charakteryzujące dany typ płynu złożowego oraz ich zmienność związaną między innymi z przemianami fazowymi zachodzącymi w trakcie wydobycia. Przedstawiono również zasadność wykorzystania diagramów fazowych w konkretnych przypadkach złożowych.

EN

Determination of the relationship between pressure, volume and temperature (PVT) of hydrocarbon fluids is necessary for conducting reservoir simulations, resource estimations, production forecasting and production and transmission installation design. The knowledge of phase transformations and the ability to use the phase diagrams depicting them is part of the basic competences of specialists responsible for the proper development and exploitation of hydrocarbon deposits. The ability of predictive analysis phase behavior of hydrocarbon fluids is extremely important in oil and gas engineering for two main reasons. Firstly, the phase behavior of hydrocarbon fluids is considered in a extremely wide range of pressures – from atmospheric pressure to exceeding 1000 bar and temperatures – from ultra-low (–170°C in the case of LNG) to even 200°C. Within these ranges, the fluid can transcend the three principal phases, namely gas, liquid, and solid, and worse yet, any combination of these. That is why it is so important to understand the interaction between the flowing fluid and individual elements of the production system including the reservoir, tubing, separators, pumps, compressors, transmission pipelines, etc. Secondly, during production we are often dealing with hydrocarbon fluids with a complex chemical composition, where the relationship between their composition and thermodynamic properties is very strong. This paper, which is the second part of the series titled: PVT analyses as an effective tool in the hand of the petroleum engineer, discusses the theoretical basis of the hydrocarbon reservoir fluids phase behaviour. Phase diagrams for individual types of hydrocarbon fluids along with a sketch of the phase changes taking place during their production are presented. The parameters characterizing a given type of reservoir fluid and their variability related to, among others, phase changes occurring during production are discussed. The importance of using phase diagrams in specific reservoir cases are also presented.

Słowa kluczowe

PL

przemiany fazowe; diagram fazowy; badania PVT; węglowodorowe płyny złożowe

EN

phase behavior; phase diagram; PVT studies; hydrocarbon reservoir fluids

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 74, nr 12
• Strony: 919--926
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Wojnicki M.

• Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Lubicz 25 A, 31-503 Kraków

autor

Warnecki M.

• Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Lubicz 25 A, 31-503 Kraków

autor

Szuflita S.

• Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Lubicz 25 A, 31-503 Kraków

autor

Kuśnierczyk J.

• Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Lubicz 25 A, 31-503 Kraków

Bibliografia

• [1] Danesh A.: PVT and phase behaviour of petroleum reservoir fluids. Elsevier 1990, pp. 400.
• [2] Freyss H., Guieze P., Vartotsis N., Khakoo A., Lestelle K., Simper D.: PVT Analysis for Oil Reservoirs. Oilfield Review 1989, vol. 37, nr 1, s. 4-15.
• [3] Larry L.: Why do I care about phase diagrams. PetroSkills 2007, http:// www.jmcampbell.com/tip-of-the-month/2007/06/why-do-i-care-about- phase-diagrams/ (dostęp: wrzesień 2018).
• [4] Lubas J., Warnecki M., Szuflita S.: Types of reservoir fluids in the Polish Lower Paleozoic shale formations. Nafta-Gaz 2015, vol. 71, nr 8, s. 539-548.
• [5] McCain W.D.: The properties of petroleum fluids (2nd ed). Penn Well Books 1990, s. 1-548.
• [6] Moses P.L.: Engineering Applications of Phase Behavior of Crude Oil and Condensate Systems (includes associated papers 16046, 16177, 16390, 16440, 19214 and 19893). Journal of Petroleum Technology 1986, vol. 38, nr 07, s. 715-723.
• [7] Pedersen K.S., Christensen P.L., Shaikh J.A.: Phase Behaviour of Petroleum Reservoir Fluids (2nd Edition). CRC Press. Boca Raton 2015, s. 1-446.
• [8] Tarek A.: Equations of State and PVT Analysis (2nd Edition). Gulf Professional Publishing 2016, s. 1-626.
• [9] Wojnicki M., Warnecki M., Kuśnierczyk J., Szuflita S.: Analizy PVT jako skuteczne narzędzie w rękach inżyniera naftowego. Część 1: laboratoryjne badania PVT. Nafta-Gaz 2018, vol. 7, s. 535-542, DOI: 10.18668/NG.2018.07.07