Thông qua các thí nghiệm này giúp ta xác định được tính chất cũng như là ứng xử của các chất lưu đó.. Thong so xác định từ thí nghiệm CCE trén dau Thí nghiệm CCE được thực hiện trên dầu
Trang 1DAI HOC QUOC GIA THANH PHO HO CHi MINH TRUONG DAI HOC BACH KHOA
STT Họ và tên MSSV Thông tín liên hệ
¡ | Lý Trung Hiểu 2010252 hieu.ly0986@hcmut.edu.vn
2 | Trân Hữu Phước 2014226 phuoc.tranthp2304@hcmut.edu.vn
4 | Nguyen Truong Nhat Vy 2012457 vy nguyenctk@hcmut.edu.vn
5 | Nguyen Hong Cat Man 2010408 man.neuyenkio(2hcmut.edu.vn
Trang 2
Nhóm 1 - Lép L01 MỤC LỤC
1 Phương pháp phân tích PVTT - chen e 3 1.1, Phương pháp lây mẫu trong phân tích PVTT - 2 S22 v22 22t rreg 3 1.2 Thí nghiệm CCTE Đ Q2 10020111201 11101 1111 11111111111 111111111111 12 ta 4 1.3 Lohrenz-Bray-Clark ( LBC) L1 2222111112111 1 152 1115211115211 1 1151111511 c2 9 'I HÀ (a y láẽÈẽễẽaaạagadta 10
CHƯƠNG II THÍ NGHIỆM CCE VỚI PVTi CỦA ECLIPSE 5-5 cccsez 12
2.4.1 Quy trình thực hiện CCE đôi với Excel 0 nen Hee 24
2.4.2 Kết quả thực hiện CCE đối với Exeel à- sn 1H nH HH 25 2.4.3 Đối chiếu kết quả với PVTi 5Á ST H21 1221211122 121 reg 25
CHƯƠNG 3 KẾT LUẬN 02 te 27
TAT LIEU THAM KHẢO - 2 5s 1E 211211211 111121112 1 1211 111 reu 28
Trang 3Nhĩm 1 - Lĩp L01
1 Vai trị GIA PP TL uc kh“ HH HH Hà HH KH Hà KH KH LH KH KH TH KH ĐK SH HE HH HIẾN 4
2 Một animation về quy trình thí nghiệm CCE đi với dẫu chưa bão hịa à cà ăeccctceccrrerereereee 6
3 Quy trình thí nghiệm CC 4S SH Hà KH HH HH Ho HH HH TH HH HT TH Hà HH Hn 7
4 Đơ thi thé hiện mối quan hệ giữa áp suất và thể tích 7
5 Barng thei phair CnAt LONG ces cescscssesssessesssseessesssessassssssusssssessenssessensssssusssussnsesseessensvessneesesns 3
6 Thi nghiém mé réng thanh phan khéng d6i 6 220°F (* biểu thị áp suất 4 diém bong bong) 13
7 Két quả thực hiện CC với PT ch hs nh nhà Hành hà Hà Hồ HH Hà Hà hà Hà ky 25
8 Quy trình thực hiện CCPE đối với EXC€ÏL cà con th HH HH yk 25
9 Kắ quả thực hiện CCPE đi với Excel cho thơng số Relative VỌime ằcc vi cằtthetehtieereesrrerere 26
10 Đối chiếu kết quả giữa thực hiện thí nghiệm CCE với Excel và phần mêm PTÌ coi 26
Trang 4Nhóm 1 - Lóp L01
CHƯƠNG I LÝ THUYẾT
1 Phương pháp phân tích PVT
PVT (pressure-volume-temperature) là các thí nghiệm về chất lưu Thông qua các
thí nghiệm này giúp ta xác định được tính chất cũng như là ứng xử của các chất lưu đó
Những thông số vật lý của chất lưu vỉa ( dầu, khí, nước) là những thông số rất quan trọng
đề tiền hành tính toán trữ lượng và phát triển mỏ
Các tính chất lưu biến PVT của chất lưu trong vỉa chứa có vai trò rất quan trọng
cung cấp thông tin có giá trị cho việc mô tả đặc tính vỉa chứa, lấy mẫu chất lỏng, mô hình hóa chất lỏng và mô phỏng vỉa chứa và hỗ trợ rất lớn trong công tác quản lý mỏ, từ thăm
dò cho đến kết thúc khai thác và hủy mỏ Các tham số này được sử dụng cho việc xác định trữ lượng tại chỗ, tính toán hệ số thu hồi và là các số liệu đầu vào quan trọng cho công tác mô phỏng khai thác mỏ Phân tích PVT cũng có thế giúp xác định loại bê chứa
và hệ thống chất lỏng, đồng thời ước tính khối lượng hydrocacbon ban đầu và còn lại của chúng
Where the fluids can be
found in the system?
Reservoir Fliuid
oo Hinh 1 Vai tro cua PVT 1.1, Phương pháp lầy mẫu trong phân tích PVT
Trong quá trình thử giếng, có 2 phương pháp lấy mẫu thông dụng là lắy mẫu bề mặt
(separator) và lây mẫu sâu (BHS) Mẫu lây sau khi đã hoàn thiện giếng và đã bắn mở via Mẫu được lay trong giai đoạn này thường được thực hiện trong nhiều điều kiện dòng
khác nhau đề đánh giá khả năng khai thác của via dau
Mẫu sâu: được lay tại tầng sản phẩm
Mẫu bề mặt: được lay tại bình tách ở điều kiện dòng chảy ổn định
Trang 5Nhóm 1 - Lóp L01
Đề đánh giá mẫu có đại diện và đảm bảo chất lượng hay không, các mẫu nay thường được kiêm tra chất lượng mẫu ngay tại phòng thí nghiệm Các mẫu chất lưu lẫy được từ bình tách sẽ được tái tạo theo tỷ số khí/dầu khai thác (GOR) nhằm thu được chất lưu đại diện cho vỉa Cả 2 phương pháp trên đều có những nhược điểm riêng và cần được
khắc phục nhằm đảm bảo chất lượng mẫu
Đối với phương pháp lấy mẫu sâu, cần làm sạch tương đối vùng cận đáy giếng và kiêm soát được mức độ giảm áp suất đáy giếng đề có thê thu được mẫu đại diện và không
bị nhiễm bân
Việc kiểm soát giảm áp suất đáy giếng sẽ giúp không xảy ra dòng chảy 2 pha trong vỉa Thiết bị lây mẫu chất lưu ở đáy giếng được trang bị thêm các công cụ chuyên dụng
để theo dõi mức độ nhiễm bân và đảm bảo chỉ có đòng chảy 1 pha trước khi tiến hành lấy
mẫu Các thiết bị đo đạc và lay mẫu chất lưu này cần được cân chỉnh chính xác mới có thê xác định được các mức độ nhiễm bân via
Đối với phương pháp lấy mẫu bề mặt, giếng phải được khai thác ở điều kiện giảm
áp tối thiêu với lưu lượng tối ưu nhằm duy tri gia tri ty s6 khi/dau khai thac 6n dinh dé thu được mẫu có chất lượng cao Ngoài ra, hiệu quả tách và việc đo lường giá trị lưu lượng khí, dầu khai thác ở điều kiện mặt cũng ảnh hướng đến chất lượng mẫu
Như vậy phương pháp lấy mẫu sâu có ưu điểm là thu được mẫu ở điều kiện vỉa và
phương pháp lấy mẫu bề mặt có ưu điểm là thu được mẫu sạch, không nhiễm tạp chất, có
số lượng lớn
1.2 Thí nghiệm CCE
CCE (Constant Composition Expansion) là thí nghiệm khảo sát sự giãn nở của hỗn hợp dầu khí thấp và cao hơn áp suất điểm bọt Trong thí nghiệm này các thành phần của
dầu sẽ là không đổi, nhưng khi bắt đầu áp suất dưới bubble point ngoài giãn nở ra thì nó
có hiện tượng là khí tách ra làm thay đôi thê tích
1,1,1, Quy trình thí nghiệm
Trang 6chúng ta sẽ đo tổng thê tích hydrocarbon ”Vt “ ở mỗi áp suất Sự kết hợp giữa việc giảm
áp suất liên tiếp và đo tông thê tích ở mỗi áp suất sẽ cho chúng ta biết được là không có khí hoặc dầu thoát ra khỏi PVT cell tại bất kỳ thời điểm nào trong suốt thí nghiém So dé minh họa phía dưới cho thấy, khi áp suất tiến tới áp suất bão hòa, tông thê tích liên tục tăng do sự giãn nở của pha dầu.Khi áp suất đạt đến áp suất điểm bọt thi bat dau dau hoa tan trong khí bắt đầu tách ra Giá trị áp suất bão hòa được xác định bằng mắt thường và kiêm tra tại điểm gián đoạn trên dé thị đường cong “ áp suất- thê tích”
Trang 7Hinh 3 Đồ thị thê hiện mối quan hệ giữa áp suất và thể tích
1.1.2 Thong so xác định từ thí nghiệm CCE trén dau
Thí nghiệm CCE được thực hiện trên dầu nhằm xác định các thông số sau: 1) Relative volume “Vrel”
Thể tích ở áp suất bão hòa “Vsat” và thế tích tong “Vt” didi dang ham cua ap suat được viết tương ứng theo ty lệ “Vt/Vsat” [1] &[2] Thế tích này được gọi là thể tích tương đối và được biếu thị bằng toán học bằng phương trình sau:
Trong đó:
= Thể tích tương đối
= Tổng thể tích Hydrocacbon
Trang 8Nhóm 1 - Lóp L01
= Thể tích ở áp suất bão hoà
2) Isothermal compressibility coefficient “Co” above pb
Hệ số nén đẳng nhiệt tức thời của bất kỳ chất nào được định nghĩa là tốc độ thay đổi
thê tích đối với áp suất trên một đơn vị thế tích ở nhiệt độ không đi [2] Về mặt toán
học, khả năng nén đẳng nhiệt của chất “c” được xác định bằng biêu thức sau:
Áp dụng biểu thức trên cho độ nén đẳng nhiệt tức thời của dầu thô:
Và có thể được viết dưới dạng khối lượng tương đối:
Hoặc
Thông thường, hệ số nén đắng nhiệt trong phòng thí nghiệm được báo cáo là hệ số nén trung bình ở một số phạm vi áp suất Các giá trị này được xác định bằng cách tính toán sự thay đổi thê tích tương đối ở khoảng áp suất được chỉ định và áp dụng biểu thức
sau:
3) Oil density “po” at and above pb
Tỷ trọng dầu được xác định trực tiếp từ khối lượng “m” của mẫu chất lỏng và phép
đo thê tích chất long “V” [2] Ty trong dau psat đại diện cho mật độ chất long tai ap suat bão hòa, được tính từ:
Trên áp suất điểm sủi bọt, ty trọng của dầu có thê được tính bằng cách sử dụng thê tích tương đối được ghi lại ở áp suất bất ky:
Trang 9Nhóm 1 - Lóp L01
Trong đó:
= Ty trong dau 6 bat kỳ áp suất nào trên áp suất bão hòa
= Tỷ trọng dầu ở áp suất bão hòa
= Thể tích tương đối
= Thể tích ở áp suất “p” và nhiệt độ vỉa chứa
4) The traditional Y-function
Dữ liệu thế tích tương đối cần phải được xử lí để hiệu chỉnh những sai số trong
phòng thí nghiệm khi đo tổng thể tích hydrocarbon, đặc biệt là đưới áp suất bão hòa [3]
Hàm nén không thứ nguyên, thường được gọi là hàm Y, được sử dụng để xử lí các giá trị của thế tích tương đối “Vrel” đưới áp suất bão hòa Hàm Y trong biêu thức toán học chỉ được xác định dưới áp suất bão hòa (nghĩa là p < p,) và được xác định phương trình sau:
Trong đó:
= Áp suất bão hoà, psia
= Thể tích tương đối tại áp suất
Các bước thực hiện xác định hàm Y:
Bước l1 Tính hàm Y cho tất cả các áp suất dưới áp suất bão hòa bằng phương trình
Bước 2 Vẽ hàm Y theo áp suất theo thang Descartes
Bước 3 Xác định các hệ số phù hợp đường thăng tốt nhất của dữ liệu hàm Y, trong
đó a và b lần lượt là giao điểm và độ dốc của các đường thắng
Trang 10Nhóm 1 - Lóp L01
Bước 4 Tính lại thê tích tương đối ở mọi áp suất đưới áp suất bão hòa từ biểu thức
sau:
1.2 Lohrenz-Bray-Clark ( LBC)
LBC là mô hình dự đoán độ nhớt của chất lỏng và khí được sử dụng rộng rãi trong
mô phỏng vỉa, các trường hợp chất lưu có áp suất gần điểm tới hạn (Sissel Martinsen,
2020) Tuy nhiên mô hình này phần lớn dự đoán đúng độ nhớt của chất khí hơn là chất lỏng (Schlumberger, 2017) Thế nên trong mô hình nảy có sự hiệu chỉnh đối với các thành phần
Phương trình trạng thái Redlich-Kwong là một phương trình thực nghiệm dùng để
mô tả tính chất của pha lỏng và pha hơi
Phương trình Redlich:
Trang 11Nhóm 1 - Lóp L01
a và b là các tham số của mô hình
Hai hằng số a và b được tính dựa trên nhiệt độ tới hạn 7; và áp suất tới hạn của khí
a is the attractive term in the original Redlich-Kwong equation
Ứng dụng của phương trình này dùng tính áp suất hơi ở các nhiệt độ khác nhau và thé tích mol chat long va chat khí
10
Trang 12Nhom 1 - Lop LOL
Trang 13
Nhóm 1 - Lớp L0I CHUONG II THÍ NGHIỆM CCE VỚI PVTi CUA ECLIPSE
2.1 Cơ sở dữ liệu
Dữ liệu sử dụng cho bài toán là hai bảng dir ligu: “Component and fluid definitions”
và “Constant Composition Expansion experiment at 2200F (* indicates bubble point pressure)” Hai bảng dữ liệu được lay ra từ tài liệu “PV TI Reference Manual” và lưu dưởi
dang *.txt
Component |% mole fraction| Mole weight | Specific gravity
CO2 0.91 N2 0.16
Gl 36.47 C2 9.67 C3 6.95 1C4 1.44 NC4 3.93 ICS 1.44 NCS 141 C6 4.33 C7+ 33.29 218 0.8515
Trang 14
Nhóm 1 - Lóp L01
2.2 Quy trình thực hiện
2.2.1 WORKFLOW
STEP 1: START PVTi
STEP 2: IMPORT DATA “COMPONENT AND FLUID
DEFINITIONS”
STEP 3: SELECTING AN EQUATION OF STATE
STEP 4: CHON PROGRAM OPTIONS
STEP 5: SETTING UNITS
STEP 6: BRINGING CCE EXPERIMENT DATA INTO PVTI
STEP 7: PLOTTING SIMULATION RESULTS
2.2.2 QUY TRINH TUNG BUOC DE GIAI QUYET VAN DE VOI PVTi
STEP 1: START PVTi
Trang 15Nhóm 1 - Lóp L01
ủ Summary
Select Data Dire
grows ECLIPSE Pre/Post
View Simulator Dataset Date Submacted Date Last Checked ¬
> ose 1Ừ,\eclpse(đaU 23094 alx
Tai ECLIPSE Pre/Post chon PVTi
Tai Select Data Directory chon thu muc di ligu
Đặt tên File là “CCE EXPERIMENT.PVI”
STEP 2: IMPORT DATA “COMPONENT AND FLUID DEFINITIONS”
14
Trang 16a CCEEXPERIMENT — |, Components 21 Weight fraction Mol Weight [Spec Gravity [*] FE —_
La — Change und =| Temperature E—H -
Fị Undo Saturation Pressure bar oO
n seat Maximum Pressure tar TT]
Mole fraction total 9 percent [T]
OK Apply Cancel Help
7 CCE EXPERIMENT Peng-Robinson (tiuree-paramete INS_READ
Zameen
+ Là PVTI Reference Manual rere New folder
Organize * New folder
B Documents Ta Date modified
EBPieure | CCE EXPERIMENT.DBG 9/26/2023 1:10 PM DBG File
See l CCE £xPrRIMENT.MES : 31:10 PM MES File
7 lÑ CC£ txPtRIMENT.NEW :10 PM NEWFile
zB CCE EXPERIMENT.PVP 0 PM PVP File
> CCE EXPERIMENT.REG SPAS 0PM Registration Entries
Bi Component and fluid definitions.txt 9/26/2023 12:01 PM
EãP(cures X” Constant Composition Expansion experi |
Videos B ECL.crE Ty CFE File
ry Untitled i ny, ar
ñ Windows (C:)
=® Local Disk (E:)
ee Ri Rein area’ All Files (*.*)
Chon File “Component and fluid definitions.txt”
15
Trang 17Nhom 1 - Lop LOL
Text Import Wizard x
Please select delimiter characters and press the [OK] button,
or press [Cancel] to abort the import operation
Delimiters fore Records
/ Tab Semicolon Comma Ignore first fl records
Records = 12 Fields = 4 Warning: Not all records contain the same number of fields
Lưu ý: Dữ liệu chúng ta can lay bat đầu từ hàng thứ hai của bảng đữ liệu nên chúng
ta cần bỏ không lay dữ liệu ở hang đầu tiên
Nhắn OK
Bh fundamentals
a ` FPE
Fluid Properties Estimation (FPE)
Temperature | K H
Saturation Pressure bar ] Maximum Pressure ‘bar ĩ ] Units
Project Units
® Metric Field Lab PVT Metric Weight fraction Weight Gravity
Mole fraction total {0 (percent ]
Enter weight fractions
| OK Apply | Cancel | Help
Table đata imported from file
Dữ liệu được nhập chỉ đến C6, còn thiếu C7+ Chúng ta Insert Row và nhập dữ liệu C7+ vào
16
Trang 18Bh cunsamentats
fraction
Mole fraction total 0
Enter weight fractions
Temperature Ƒ
Saturation Pressure | bar L] Maximum Pressure II bar H
Units Project Units 4® Metric
Field Lab PVT Metric
Mole fraction total {100 percent [ ]
Enter weight fractions
Gravity
Cancel |
STEP 3: SELECTING AN EQUATION OF STATE
Vao Edit -> Fluid Model -> Equation Of State
Chon 3 - parameter Soave-Redlich-Kwong (SRK3)
FPE Fluid Properties Estimation (FPE)
Temperature K m
Saturation Pressure | bar L1
Maximum Pressure bar |
Units
Project Units
@ Metric Field Lab PVT Metric
Help
17