Analizy PVT jako skuteczne narzędzie w rękach inżyniera naftowego. Pobór wgłębnych próbek płynów złożowych do badań PVT

• Autorzy: Warnecki Marcin , Wojnicki Mirosław , Kuśnierczyk Jerzy , Szuflita Sławomir

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2020.11.03

Warianty tytułu

EN

PVT analyses as an effective tool in the hands of the petroleum engineer. Downhole reservoir fluid sampling for PVT analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Najważniejszym aspektem analiz laboratoryjnych jest niewątpliwie pozyskiwanie jak najlepszej jakości danych. Ogólnoświatowy trend dowiercania coraz to głębszych złóż, charakteryzujących się bardzo wysokimi temperaturami i ciśnieniami złożowymi (tzw. złoża typu HT – high pressure i HP – high temperature), powoduje, że nowo odkrywane złoża zawierają płyny o niespotykanej dotąd różnorodności zachowań i zmienności parametrów fazowych w czasie. Z uwagi na wysoką temperaturę głębokich horyzontów stanowiących skałę zbiornikową wiele składników mieszaniny złożowej znajduje się w obszarze bliskim swoich temperatur krytycznych – np. gaz kondensatowy (głównie w obszarze kondensacji wstecznej), ropa lotna. Zwłaszcza złoża gazu kondensatowego nie są łatwe w analizie, która jest bardzo podatna na błędy wynikające z badania ich zmienności fazowej z użyciem próbek mieszanin niezgodnych z oryginalnym płynem złożowym in situ nasycającym pory skały zbiornikowej. Bezwzględnym warunkiem dla otrzymania wiarygodnych danych opisujących takie zmienne fazowo wieloskładnikowe złoża jest pozyskanie reprezentatywnych próbek płynu złożowego do badań. Podstawowym celem badań płynów węglowodorowych w nowo odkrywanych złożach jest ustalenie systemu płynu złożowego. Należy mieć także na uwadze, że bez prowadzenia odpowiednio długiego procesu wydobycia, z kilku interwałów i/lub kilku odwiertów w obrębie złoża, trudne bywa ustalenie takiej klasyfikacji z dużą pewnością – a zwłaszcza na początkowym etapie analiz. W artykule przedstawiono zagadnienia związane z wgłębnym poborem próbek węglowodorowych płynów złożowych (takich jak ropa naftowa czy gaz ziemny) do badań właściwości fazowych (PVT – pressure–volume–temperature) i towarzyszących im zwykle analiz chemicznych. Omówiono znaczenie reprezentatywności pobranych próbek dla wykonania wiarygodnych badań mających wymierny wpływ na proces prowadzenia wydobycia węglowodorów z danego złoża. Dane uzyskane w laboratorium PVT powszechnie wykorzystywane są także do przygotowania raportów ekonomicznych związanych z lokalnymi, regionalnymi czy w końcu ogólnokrajowymi zasobami węglowodorów. Inne zastosowania danych PVT obejmują koordynację technik eksploracji złoża związanych z konkretnym składem płynu, stanowią wsad w wymagania projektowe dotyczące napowierzchniowego zagospodarowania złoża czy doboru właściwej technologii oczyszczania płynu węglowodorowego przed wprowadzeniem go na rynek. Wymieniono i scharakteryzowano poszczególne techniki poboru próbek wgłębnych wraz z wyjaśnieniem zasad ich stosowalności. Przedstawiono również kryteria wyboru właściwej metody poboru.

EN

The most important aspect of laboratory analysis is undoubtedly to acquire data of the highest quality. The worldwide trend of drilling into deeper reservoirs characterised by the high temperature and high pressure (HTHP) conditions makes the newly discovered reservoirs challenging because of bearing fluids with an unprecedented diversity of phase behaviour and variability of phase parameters over time. Due to the high temperature of the deep horizons constituting the reservoir rock, many individual components of the reservoir fluids are located in a region close to their critical temperatures, i.e. gas condensate (retrograde condensation region) or volatile oil. In particular, gas condensate reservoirs are challenging to analyse. They are highly prone to the errors resulting from phase behaviour testing when using samples that are incompatible with the original reservoir in-situ fluid that saturates the reservoir rock pores. Taking the representative samples of reservoir fluid is an essential requirement to obtain reliable data that can characterise such phase-variable multicomponent reservoirs. The primary purpose of hydrocarbon fluid analysis in case of new discoveries is to determine the type of reservoir fluid system. It should also be borne in mind that without a sufficiently long production process from several intervals and/or several wells, it can be challenging to classify the fluid with confidence, especially at the initial analysis stage. The paper presents issues related to sampling of the reservoir fluid (such as crude oil and natural gas) for the physical property and phase behaviour analyses (PVT), usually accompanied by chemical analyses. The importance of representativeness of the samples in performing reliable tests that have a significant impact on the hydrocarbon production was discussed. The data obtained from the PVT laboratory are widely used in economic reports concerning local, regional or finally national hydrocarbon reserves. Other applications of the PVT data include coordination of reservoir exploitation methods related to a particular fluid composition, as well as input to design requirements for the surface facilities development, and selection of the suitable technology for hydrocarbon fluid treatment prior to introduction to the market. Various techniques of downhole sampling were mentioned and characterised with an explanation of their applicability. The criteria for selection of a proper method were also presented.

Słowa kluczowe

PL

PVT; pobór wgłębny; zmiany fazowe; wgłębny pobór płynów złożowych

EN

PVT; downhole sampling; phase behavior; reservoir fluid sampling

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 76, nr 11
• Strony: 784--793
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz.

Twórcy

autor

Warnecki Marcin

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Wojnicki Mirosław

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Kuśnierczyk Jerzy

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Szuflita Sławomir

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Akpabio J.U., Udofia E.E., Ogbu M., 2014. PVT fluid characterization and consistency check for retrograde condensate reservoir modeling. Society of Petroleum Engineers. DOI: 10.2118/172359-MS.
• American Petroleum Institute (API), 2003. Sampling Petroleum Reservoir Fluids. API Recommended Practice, 44.
• Fevang O., 1994. Accurate Insitu Compositions in Petroleum Reservoirs. In European Petroleum Conference. Society of Petroleum Engineers. DOI: 10.2118/28829-MS.
• Freyss H., Guieze P., Vartotsis N., Khakoo A., Lestelle K., Simper D., 1989. PVT Analysis for Oil Reservoirs. Oilfield Review, 37(1): 4–15.
• Halliburton, 2017. Fluid Sampling and Analysis. Halliburton Testing & Subsea, H012516, 3/17.
• Hihara L.H., Adler R.P.I., Latanision R.M., 2013. Environmental degradation of advanced and traditional engineering materials. Wyd. CRC Press.
• Kool H., Azari M., Soliman M.Y., Proett M.A., Irani C.A., Dybdahl B., 2001. Testing of Gas Condensate Reservoirs – Sampling, Test Design and Analysis. Society of Petroleum Engineers. DOI: 10.2118/68668-MS.
• Lawrence J.J., Chorneyko D.M., Smith C.K., Nagarajan N.R., 2008. Representative reservoir fluid sampling: Challenges, issues, and solutions. Society of Petroleum Engineers. DOI: 10.2523/iptc-12401-MS.
• Leutert F., 2006. Subsurface Sampler PNL.
• Leutert F., 2015. Positive Displacement Sampler PDS. Product Specification.
• Leutert F., 2017a. Downhole Fluid Sampler. <https://www.leutert.com/media/oilgas/downloads/sampling/datasheet_downhole-fluidsampler_en_screen.pdf> (dostęp: 7.07.2020).
• Leutert F., 2017b. Piston Type Sample Cylinder PDC. <https://www.leutert.com/media/oilgas/downloads/sampling/datasheet_piston-typesample-cylinder-PDC_en_screen.pdf> (dostęp: 7.07.2020).
• Marnane I., 2018. Mercury: a persistent threat to the environment and people’s health. European Environment Agency Newsletter. <https://www.eea.europa.eu/articles/mercury-a-persistent-threat-to> (dostęp: 7.07.2020).
• Moffatt B.J., Williams J.M., 1998. Identifying and Meeting the Key Needs for Reservoir Fluid Properties. A Multi-Disciplinary Approach. Society of Petroleum Engineers. DOI: 10.2118/49067-MS.
• Nagarajan N.R., Honarpour M.M., Sampath K., 2006. Reservoir Fluid Sampling and Characterization – Key to Efficient Reservoir Management. Society of Petroleum Engineers. DOI: 10.2523/101517-MS.
• Northstar, 2019. Single Phase Sampler. Specification Sheet, 3070CA.
• Proserv, 2019a. MK II PDS SPS Single Phase Sampler (600 cc). Product Specification Sheet, PNS 0351-7.
• Proserv, 2019b. MK III PDS Down-hole Sampler (600 cc). Product Specification Sheet, PNS 0351-6.
• Reed R.C., Rae C.M.F., 2014. Physical Metallurgy of the Nickel-Based Superalloys. Physical Metallurgy: Fifth Edition. Elsevier Inc.: 2215–2290. DOI: 10.1016/B978-0-444-53770-6.00022-8.
• Savickas J., 2003. Reservoir Fluid Laboratory Manual. Fluid Technology Group. Tulsa, USA.
• Schlumberger, 2015. Single-Phase Multisample Chamber HPHT-rated pressure-compensating sampling tool. Product Sheet, 15-TS-8641.
• Schlumberger, 2016. Single-Phase Reservoir Sampler. Product Sheet, 1.
• Strong J., Thomas F.B., Bennion D.B., 1993. Reservoir Fluid Sampling And Recombination Techniques For Laboratory Experiments. Petroleum Society of Canada. DOI: 10.2118/93-54.
• Warchoł M., 2008. Metodyka określania i wykorzystywania współczynnika równowagi fazowej ‘K’ dla weryfikacji i korekty rezultatów eksperymentalnych badań PVT. Nafta-Gaz, 2: 84–96.
• Whitson C.H., 1998. Fluid Sampling & Laboratory Data. Field Development & Technology, Norsk Hydro: 1–89.
• Whitson C.H., Brulé M.R., 2000. Phase behavior. SPE Monograph Series, 20: 233.
• Wojnicki M., Warnecki M., 2018. Pobór próbek węglowodorowych płynów złożowych do badań właściwości fazowych – PVT. Wiadomości Naftowe i Gazownicze, 1(231): 4–7.
• Wojnicki M., Warnecki M., Kuśnierczyk J., Szuflita S., 2018a. Analizy PVT jako skuteczne narzędzie w rękach inżyniera naftowego. Część 1: laboratoryjne badania PVT. Nafta-Gaz, 7: 535–542. DOI: 10.18668/NG.2018.07.07.
• Wojnicki M., Warnecki M., Szuflita S., Kuśnierczyk J., 2018b. Analizy PVT jako skuteczne narzędzie w rękach inżyniera naftowego. Część II: przemiany fazowe płynów węglowodorowych. Nafta-Gaz, 12: 919–926. DOI: 10.18668/NG.2018.12.06.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).