Materlal balance in a pseudo-steady state of natural gas flow

• Autorzy: Gacek Z. , Olajossy A.

Warianty tytułu

PL

Bilans masowy w pseudoustalonym przepływie gazu ziemnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Determining gas resourees is a basic calculation problem for reservoir engineering. The knowledge of resourees is crucial for managing the reservoir, creating production strategies, planning equipment, ceontracts and evaluating resources. The paper presents a material balance method for determining the amount of resources with the use of dynamic pressure, without cIosing the wells and interrupting exploitation of the reservoir. This circumstance may be of great practical 'significance. The only assumption of this method is aequiring stabilized gas flow in the reservoir, i.e. pseudo-steady state of flow (Mattar & MeNeil, 1988). Therefore, this method can be used for evaluating resourees of medium and highly permeable natural gas fields and underground gas storages, which achieves the pseudo-steady state very quickly. The model relies on the analysis of stabilization of derivative dp/dt in a pseudo-steady state of reservoir. In this ease the gas material balance is calculated in a very similar was as in the classic material balance method. The only difference is the way in which the pressure data have been used. The classic method makes use of average reservoir pressure obtained after closing the wells and waiting till the pressure stabilizes. In the proposed method the dynamic pressure is used without closing the wells and so without interrupting the exploitation of the reservoir. It follows from the assumption of the pseudo-steady state that the material balance plot employing the dynamic downhole pressure (Pdd/Z vs. Gp) will be paralleI to the material balance plot employing the average static reservoir pressure (fi/Z vs. Gp)' By drawing a straight line linking points Pdd/Z for the eumulated gas yield and then extrapolating a parallel line from the initial pressure, it will be possible to assess the initial resources (OGIP), and determining present magnitude of resources. It was indicated that resources can be assessed for a steady gas flow on a basis of the available data, available during exploitation of the reservoir, i.e. gas composition, temperature, wellhead pressure, reservoir temperature, parameters of the wells and production installment. This method can be used for reservoirs without active water, and for reservoirs and gas storages with active water. The balance verified on an example of the reservoir "Brzostowo" confirms the practieability of the proposed method of a pseudo-steady material balance method.

PL

Określenie zasobów gazu jest podstawowym problemem obliczeniowym dla inżynierii złożowej. Znajomość zasobów ma ważne znaczenie dla zagospodarowania złoża, strategii produkcji, projektowania wyposażenia, kontraktów i oszacowania wartości rezerw. W pracy przedstawiono metodę bilansu masowego pozwalającą na określenie ilości zasobów, posługując się ciśnieniem dynamicznym bez konieczności zamykania odwiertów i przerywania eksploatacji złoża. Okoliczność ta może mieć istotne znaczenie praktyczne. Jedynym założeniem ww. metody jest osiągnięcie ustabilizowanego przepływu gazu w złożu, czyli stan pseudoustalony przepływu (Mattar & McNeil, 1988), więc może być zastosowana do szacowania zasobów dla średnio oraz wysokoprzepuszczalnych złóż gazu ziemnego a także podziemnych magazynów gazu, które stan pseudoustalony osiągają bardzo szybko. Model opiera się na analizie stabilizacji pochodnej d/ldt w stanie pseudoustalonym w złożu. Bilans masowy gazu w tym przypadku oblicza się w sposób bardzo podobny do tradycyjnej metody bilansu masowego. Wprowadzoną różnicą jest sposób użycia danych dotyczących ciśnienia. W tradycyjnej metodzie wykorzystuje się ciśnienie średnie złożowe uzyskane po zamknięciu odwiertów i odczekaniu odpowiedniego czasu do ustabilizowania się ciśnienia, natomiast w proponowanej metodzie używa się ciśnienia dynamicznego bez konieczności zamykania odwiertów a tym samym bez przerw w eksploatacji złoża. Z założeń stanu pseudoustalonego wynika, że wykres bilansu masowego z użyciem ciśnienia dynamicznego na dnie odwiertu (Pd,/Z vs Gp) będzie równoległy do wykresu bilansu masowego używającego statycznego średniego ciśnienia złożowego ([...]) Wykreślenie linii prostej łączącej punkty Pdd/Z dla skumulowanego wydatku gazu a następnie ekstrapolowanie linii równoległej do niej począwszy od ciśnienia początkowego, pozwoli na oszacowanie zasobów początkowych (OGIP), oraz na określenie aktualnych zasobów złoża. Wykazano, iż dla ustabilizowanego przepływu gazu w złożu można oszacować zasoby złoża na podstawie posiadanych danych, dostępnych podczas eksploatacji złoża, tj. składu gazu, temperatury i ciśnienia na głowicy, temperatury złożowej oraz parametrów odwiertów i instalacji wydobywczej. Metoda ta może być stosowana dla złóż bez ruchomej wody, oraz dla złóż i magazynów z ruchomą wodą. Przeprowadzona weryfikacja bilansu na przykładzie złoża ,,Brzostowo" potwierdza przydatność zaproponowanej metody pseudoustalonego bilansu masowego.

Słowa kluczowe

EN

natural gas; flow resistivity; dynamic pressure; pressure drop; material balance; pseudo-steady state of flow; gas resources

PL

gaz ziemny; opory przepływu; ciśnienie dynamiczne; spadek ciśnienia; bilans masowy; stan pseudoustalony przepływu; zasoby gazu

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 52, no 2
• Strony: 171--193
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gacek Z.

autor

Olajossy A.

• Institute of Oil and Gas, Ul. Lubicz 25, 31-503 Krakow, Poland

Bibliografia

• Aquilera R. et al., 1991. Horizontal Wells. Gulf Publishing Co., Houston, Texas.
• Choudhury Z., Gomes E., 2000. Material Balance Study of Gas Reservoir by Flowing Method: A Case Study of Bakhrabad Gas Field. SPE 64456.
• Dake L.P., 1994. The Practice of Reservoir Engineering. Elsevier Science B. V., Amsterdam.
• Gacek Z., Olajossy A., 2007. Iterative method of computing pressure loss in horizontal wells. Archives of Mining Sciences. Vol. 52, Iss. 1.
• Harell R., Hodgin J., 2004. Oil and Gas Reserves Estimates: Recurring Mistakes and Errors. Society of Petroleum Engineers, Houston. SPE 91069.
• Hower T.L., 1991. Predicting Recovery of Gas Reservoirs Under Waterdrive Conditions. Paper presented at the 66th Annual Technical Conference and Exhibition of SPE, Dallas. SPE 22937.
• Katz D.L., Shah D.P., 1984. Establishing the Effective Aquifer Pressure Controlling Water Driver for Gas Storage Cycles. Paper presented at 59th Annual Conference and Exhibition of SPE, Houston. SPE 13234.
• Mattar L., Mc Neil R., 1988. The Flowing Gas Material Balance. The Journal of Canadian Petroleum Technology. Vol. 37, No. 2.
• Pletcher J.L., 2002. Improvements to Reservoir Material Balance Methods. SPE Annual Technical Conference and Exhibition of SPE, Dallas. SPE 75354.
• Saleh S.T., 1988. A Model for Development and Analysis of Gas Reservoirs With Partial Water Drive. Paper presented at the 63rd Annual Technical Conference and Exhibition of SPE, Houston. SPE 18289.
• Tarek A., 2000. Reservoir Engineering. Gulf Publishing Company, Houston.
• Tek M.R., Fegley E., Mantia R.W., 1998. Prediction of Hysteresis Performance of Storage Reservoirs. SPE 39992.
• Zawisza L. et al., 1999. Analysis of Conversibility of a Natural Gas Field Brzostowo and the Elaborated Model of Reservoir Simulation. Unpublished. F.D.O. and G. Library. A.G.H. Kraków.