of 51/51
UNIVERSITATEA „PETROL - GAZE” DIN PLOIEŞTI FACULTATEA DE INGINERIA PETROLULUI ŞI GAZELOR MASTER EXTRACTIA PETROLULUI PROIECT LA OPTIMIZAREA SISTEMELOR DE EXTRACTIE CONDUCĂTOR: Conf. dr. ing. Mariea Marcu MASTERAND TU DOROIU ADRIAN-GABRIEL

Proiect Optimizarea Sistemelor de Extractie

  • View
    145

  • Download
    9

Embed Size (px)

DESCRIPTION

cevca

Text of Proiect Optimizarea Sistemelor de Extractie

UNIVERSITATEA PETROL - GAZE DIN PLOIETI FACULTATEA DE INGINERIA PETROLULUI I GAZELOR MASTER EXTRACTIA PETROLULUI PROIECT LA OPTIMIZAREA SISTEMELOR DE EXTRACTIE CONDUCTOR: Conf. dr. ing. Mariea Marcu MASTERAND TUDOROIU ADRIAN-GABRIEL PLOIESTI 2012 2 CUPRINS Aplicatia 1 3 Aplicatia 2 .8 Aplicatia 3 ..28 Aplicatia PIPESIM 1..35 Aplicatia PIPESIM 2..36 Aplicatia PIPESIM 3..40 3 Aplicatia 1 Sa se descrie un sistem de productie: - Sa se reprezinte schematizat; - Sa se imparta pe componente; - Sa se reprezinte printr-o retea; - Sa se aleaga nodurile posibile pentru efectuarea analizei nodale; - Sa se impuna obiectivele optimizarii acelui system; - Sa se impuna limitele sau restrictiile sistemului. ERUPTIA NATURALA Eruptia naturala reprezinta primul sistem de extractie aplicat unei sonde forate pe un zacamant, atunci cand energia zacamantului este suficient de mare pentru a aduce la suprafata fluidele continute de acesta. In decursul exploatarii, insa energia zacamantului scade, fiind necesara schimbarea acestui sistem de extractie cu altele care presupun insa un aport energetic din exterior pentru ca fluidele din sonda sa ajunga in instalatia de la suprafata. Eruptia naturala este cel mai ieftin sistem de extractie deoarece se produce numai pe baza energiei zacamantului, indiferent de traiectul gaurii de sonda si are cel mai simplu echipament de fund si de suprafata. Echipamentul sondelor in eruptie naturala se compune din : - capul de eruptie (echipament de suprafata); - garnitura de tevi de extractie (echipamentul de fund), care poate fi echipata cu diferite dizpozitive de control a curgerii. Capul de eruptie poate avea ventilele actionate manual sau automat. De asemenea, echipamentul de fund al unei sonde in eruptie naturala, depinde de traiectul sondei, de tipul completarii si de adancimea ei. La ora actuala, in special in cazul sondelor marine care au traiecte complexe , precum si in cazul celor situate pe uscat dar in medii ostile se tinde spre o automatizare 4 completa atat a echipamentului de fund cat si a celui de suprafata, in cazul acesta sondele numindu-se intelingente. Fig.1 Schema unei instalatii de eruptie naturala cu echipamentul de suprafata automatizat Sistemul automat care permite monitorizarea echipamentului de suprafata are doua componente: - componenta pentru monitorizarea si controlul sistemelor de securitate atat din sonda cat si la suprafata ; - componenta pentru masurarea si transmiterea datelor de productie la un computer central. 5 Fig 2 Echipamentul de fund Fig.3 Echipamentul de suprafata 6 Fig.4 Instalatiile de la suprafata ale sondei. Orice sistem de extractie este compus din urmatoarele elemente: - zacamant; - gaura de sonda; - instalatiile de la suprafata. Pentru stabilirea regimului de optim de functionare a sondei trebuie analizate toatele elementele si determinata o corelatie intre ele astfel incat sa se obtina o productivitate maxima cu cheltuieli minime. In ultimul timp pentru evaluarea fiecarui element ce compune sistemul de extractie, se utilizeaza analiza nodala. Aceasta presupune izolarea din sistem a unui punct unic numit nod si determinarea debitului si presiuni in aval si amonte de aceasta, precum si stabilirea unei corelatii intre presiune si debit. In cele mai multe cazuri, nodul se alege la nivelul mediei perforaturilor, sistemului de extractie, impartindu-se in doua componente fata de acesta: componenta amonte care cuprinde toate elementele dintre nod si conturul zacamantului si componenta din aval care cuprinde toate elementele dintre nod si separator. Presiunea de zacamant si presiunea din 7 separator constituie punctele capat ale sitemului, ele fiind singurele valori fixe care nu variaza cu debitul. Reprezentand grafic variatia presiuni functie de debit pentru fiecare din aceste componente se obtin doua curbe care se intersecteaza intru punct numit punct de corelatie de functionare strat-sonda ale carui coordonate reprezinta presiunea si debitul din nod. 8 Aplicatia 2.1 De la etalonarea unei sonde au rezultat urm date: presiunea dinamica de fund presiunea statica debitul de titei al sondei presiunea de saturatie Sa se determine curba de comportare a stratului prin metodele Fetkovich (pt n=1) si Vogel si sa se comenteze rezultatele pd60 i + := bar pd88 =pc80 i + := bar pc108 =Qt45i2+ :=m3ziQt59 =psat90 i + := bar psat118 =VogelQt maxQt1 0.2pdpc 0.8pdpc|

\ ||.2 := Qt max192.874 =IPQtpcpd:= IP 2.95 =QtQtmax1 0.2pdpc|

\ ||. 0.8pdpc|

\ ||.2

(((

((( :=Qt59 =9 pdz00123456789100102030405060708090108:=QtzQtmax1 0.2pdzpc|

\ ||. 0.8pdzpc|

\ ||.2

(((

((( :=Qtz0012345678910192.874187.98180.439170.253157.422141.944123.821103.05279.63753.5760=Fet kovichC1Qtpc2pd2|\ |.:=C10.015 =Qt maxC1pc( )2 := Qt max175.555 =pdx00123456789100102030405060708090108:=Qt xC1pc2pdx2|\ |. :=Qtx0012345678910175.555174.05169.535162.009151.473137.928121.371101.80579.22953.6420=10 0204060801001200 50 100 150 200 250VogelFetkovichQpdCurbele de comportare ale stratului metoda Vogel si Fetkovich11 Aplicatia 2.2 In urma cercetarii hidrodinamice a unei sonde de petrol au rezultat urmatoarele date: Se cere sa se studieze influenta factorului skin asupra curbelor de comportare a stratului utilizand metoda Klins si Majcher considerand urmatoarele valori ale factorului skin : pd70 i + := pd98 =pc90 i + := pc118 =Qt59 =Qt40i2+ :=psat 1105 i + := psat 1133 =s 2 :=rc100 := mrs0.10 := ms15 := s24 := s33 := s42 := s50 := s62 := s73 := s84 := s95 :=Mlnrcrs|

\ ||.0.476 lnrcrs|

\ ||.0.476 s +|

\|||||.:=M 0.763 =sx5 4 3 2 02345|

\||||||||||||.:=Mxlnrcrs|

\ ||.0.476 lnrcrs|

\ ||.0.476 sx+|

\|||||.:=Mx4.4922.6451.8741.45110.7630.6820.6170.563|

\||||||||||||.=12 Qt max( )QtM 1 0.1225pdpc 0.8775pdpc|

\ ||.2

(((:=Qt max241.6 =QtQtmaxM 1 0.1225pdpc 0.8775pdpc|

\ ||.2

((( := Qt54 =pd118 :=m4.4922.6451.8741.45110.7630.6820.6170.563|

\||||||||||||.:=Qt1Qtmaxm 1 0.1225pdpc 0.8775pdpc|

\ ||.2

((( :=Qt1000000000|

\||||||||||||.=13 s -5 -4 -3 -2 0 2 3 4 5pd bar m3/zi m3/zi m3/zi m3/zi m3/zi m3/zi m3/zi m3/zi m3/zi0 1085 639 452 350 241 184 164 149 13610 1067 628 445 344 237 181 162 146 13320 1035 609 431 334 230 175 157 142 12930 989 582 412 319 220 168 150 135 12440 930 548 388 300 207 158 141 127 11650 857 505 357 277 190 145 130 117 10760 771 454 321 249 171 131 117 105 9670 671 395 280 216 149 114 101 92 8480 557 328 232 180 124 94 84 76 6990 429 253 179 138 95 73 65 59 53100 288 169 120 93 64 49 43 39 36110 133 78 55 43 29 22 20 18 16118 0 0 0 0 0 0 0 0 0Debitul de titei Qt0204060801001201400 200 400 600 800 1000 1200-5-4-3-202345pQVariatiacurbelor decomportareastratului infunctiedefactorul skin14 Aplicatie 2.3 De la etalonarea unei sonde au rezultat urm. date: presiunea statica presiunea dinamica de fund debitul de lichid al sondei Sa se traseze curbele de comportare a stratului pentru urmatoarele valori ale fractiei de apa prin metoda Wiggins: pc75 i + := bar pc103 =pd60 i + := bar pd88 =Ql45i2+ :=m3ziQl59 =fa10.2 :=fa20.5 :=fa30.75 :=Qt 11 fa1 ( ) Ql := Qt 147.2 = Qt 21 fa2 ( ) Ql := Qt 229.5 =Qa1fa1Ql := Qa111.8 = Qa2fa2Ql := Qa229.5 =Qt 31 fa3 ( ) Ql := Qt 314.75 =Qa3fa3Ql := Qa344.25 =Qt max1Qt 11 0.52pdpc 0.48pdpc|

\ ||.2 := Qt max1229.847 =Qamax1Qa11 0.72pdpc 0.28pdpc|

\ ||.2 := Qamax165.385 =Ql max1Qt max1Qamax1+ := Ql max1295.232 =15 Qt max2Qt 21 0.52pdpc 0.48pdpc|

\ ||.2 := Qt max2143.654 =Qamax2Qa21 0.72pdpc 0.28pdpc|

\ ||.2 := Qamax2163.463 =Ql max2Qt max2Qamax2+ := Ql max2307.117 =Qt max3Qt 31 0.52pdpc 0.48pdpc|

\ ||.2 := Qt max371.827 =Qamax3Qa31 0.72pdpc 0.28pdpc|

\ ||.2 := Qamax3245.194 =Ql max3Qt max3Qamax3+ := Ql max3317.021 =j 1 11 .. :=pdj0102030405060708090103:=16 QtjQtmax31 0.52pdjpc 0.48pdjpc|

\ ||.2

((( :=QajQamax31 0.72pdjpc 0.28pdjpc|

\ ||.2

((( :=QljQtjQaj+ :=Qtj71.82767.87663.27558.02452.12345.57238.37130.5222.01912.8680= Qaj245.194227.407208.326187.95166.281143.317119.05993.50666.65938.5180= Qlj317.021295.283271.601245.974218.403188.888157.429124.02688.67851.3860=fa=0.2 fa=0.5 fa=0.75bar m3/zi m3/zi m3/zi0 295 307 31710 277 287 29520 258 265 27130 235 241 24540 211 215 21850 184 186 18860 154 156 15770 122 123 12480 88 88 8890 51 51 51103 0 0 0pdDebitul de lichid, Q l17 0204060801001200 50 100 150 200 250 300 3500.20.50.75p QCurbele de comportare a stratului in functie de fractia de apa18 Aplicatia 2.4 O sonda se testeaza la timpii t1,t2,t3.Datele rezultate de la cele trei teste sunt prezentate mai jos. Sa se traseze curbele de comportare ale stratului in conditiile testelor ale caror date sunt prezentate masi sus si sa se comenteze rezultatele calculelor. pc190 i + 118 = := pd160 i + 88 = := psat 175 i + 103 = :=Qt 155 i + 83 = :=pc285 i + 113 = := pd255 i + 83 = := psat 275 i + 103 = := Qt 240 i + 68 = :=pc375 i + 103 = := pd345 i + 73 = := psat 375 i + 103 = := Qt 335 i + 63 = :=IP01Qt 1pc1psat 1psat 11.81 0.2pd1psat 1 0.8pd1psat 1|

\ ||.2

((( +:= IP012.859 =IP02Qt 2pc2psat 2psat 21.81 0.2pd2psat 2 0.8pd2psat 2|

\ ||.2

((( +:= IP022.405 =IP03Qt 3pc3psat 3psat 31.81 0.2pd3psat 3 0.8pd3psat 3|

\ ||.2

((( +:= IP032.412 =Qsat 1IP01pc1psat 1 ( ) := Qsat 142.888 =Qsat 2IP02pc2psat 2 ( ) := Qsat 224.05 =Qsat 3IP03pc3psat 3 ( ) := Qsat30 =Qt max1Qsat 1psat 1IP011.8+ := Qt max1206.498 =Qt max2Qsat 2psat 2IP021.8+ := Qt max2161.672 =Qt max3Qsat 3psat 3IP031.8+ := Qt max3138.035 =19 j 1 11 .. :=pdj0102030405060708090103:=QtjQsat3Qtmax3Qsat3 ( ) 1 0.2pdjpsat3 0.8pdjpsat3|

\ ||.2

((( + := Qtj138.035134.314128.511120.626110.6698.61284.48168.2749.97629.60=p dbar pc=118 barpc=113 barpc=103 bar0 206 161 13810 202 157 13420 195 152 12830 185 144 12040 174 134 11050 159 122 9860 143 108 8470 123 92 6880 102 73 4990 77 53 29118 0 0 0Debitul de titei Q t , m3/zi20 0204060801001201400 50 100 150 200 250118113103p QCurbele de comportare a stratului pentru curgerea combinata21 Aplicatia 2.5 De la etalonarea unei sonde la timpul prezent au rezultat urm date: presiunea statica presiunea dinamica de fund presiunea de saturatie debitul de titei al sondei impuritatile Se estimeaza ca in viitor presiunea statica va fi Sa se determine curbele de comportare a stratului pentru cele doua valori ale presiunii statice utilizand metoda combinata Fetkovich - Vogel. pcp95 i + := pcp123 = barpdp60 i + := pdp88 = barpsat105 i + := psat133 = barQt p35 i + := Qt p63 =m3zii10 :=pcv85 i + := pcv113 = barQt maxpQt p1 0.2pdppcp 0.8pdppcp|

\ ||.2 := Qt maxp140.808 =m3ziQt maxvQt maxppcppcv|

\ ||.3:= Qt maxv109.181 =m3zij 1 12 .. :=pdvj0102030405060708090100110:=pdpj0102030405060708090110120:=22 QtpjQtmaxp1 0.2pdpjpcp 0.8pdpjpcp|

\ ||.2

((( := Qtpj140.808137.774133.25127.238119.736110.746100.26688.29774.83959.89125.5296.115=QtvjQtmaxv1 0.2pdvjpcv 0.8pdvjpcv|

\ ||.2

((( := Qtvj109.181106.564102.5897.22790.50782.41872.96162.13649.94336.38221.4535.156=23 pdQtppdQtvbar m3zi bar m3zi0 140 0 10910 137 10 10620 133 20 10230 127 30 9740 119 40 9050 110 50 8260 100 60 7270 88 70 6280 74 80 4990 59 90 36100 43 100 21110 25 110 5123 0 113 0Curba de comporatare a stratul ui l a ti mpul prezentCurba de comporatare a stratul ui l a ti mpul vi i tor0204060801001201400 20 40 60 80 100 120 140 160prezentviitorp QCurbele de comportare a stratului la prezent si viitor24 Aplicatia 2.6 La o sonda care produce titei s-a efectuat o etalonare la timpul prezent de unde au rezultat urmatoarele date: presiunea statica presiunea dinamica de fund presiunea de saturatie debitul de titei al sondei Sa se determine curbele de comportare ale stratului la timpul prezent respectiv la timpul viitor cu ajutorul metodei Klins si Clark III, in condiile urmatoarelor valori ale presiuni statice pcp75 i + := pcp103 = barpdp60 i + := pdp88 = barpsat133 = barpsat90 i + :=Qt40 i + := Qt68 =m3zipcv160 i + := pcv188 = barpcv255 i + := pcv283 = barm 0.28 0.72pcpsat +|

\ ||.1.235 1.45 107 psat 105 +|\ |. := m 2.676 =Qt maxQt1 0.295pdppcp 0.705pdppcp|

\ ||.m :=Qt max238.332 =m3ziQt68 =QtQtmax1 0.295pdppcp|

\ ||. 0.705pdppcp|

\ ||.m

((( :=nlnQtQtmax|

\ ||.lnpcp2pdp2pcp2|

\|||.:=n 0.958 =25 C1Qtmaxpcp2|\ |.n:=C10.033 =n1nsata1:=n1nsata11 0.0577 1pcppsat|

\ ||. + 0.2459 1pcppsat|

\ ||.2 0.5030 1pcppsat|

\ ||.3 + := a11.004 =CC1satb2:=CC1satb21 3.5718 1pcppsat|

\ ||. 4.7981 1pcppsat|

\ ||.2 + 2.3066 1pcppsat|

\ ||.3 := b20.619 =nsatna1:=nsat0.954 =CsatC1b2:=Csat0.054 =npcv1nsat1 0.0577 1pcv1psat|

\ ||. + 0.2459 1pcv1psat|

\ ||.2 0.5030 1pcv1psat|

\ ||.3 +

((( :=npcv10.961 =Cpcv1Csat1 3.5718 1pcv1psat|

\ ||. 4.7981 1pcv1psat|

\ ||.2 + 2.3066 1pcv1psat|

\ ||.3

((( :=pdp0 :=Cpcv10.02 =Qtmaxpcv1Cpcv1pcv12|\ |.npcv1 :=Qt maxpcv1106.118 =m3zi26 npcv2nsat1 0.0577 1pcv2psat|

\ ||. + 0.2459 1pcv2psat|

\ ||.2 0.5030 1pcv2psat|

\ ||.3 +

((( :=npcv20.962 =Cpcv2Csat1 3.5718 1pcv2psat|

\ ||. 4.7981 1pcv2psat|

\ ||.2 + 2.3066 1pcv2psat|

\ ||.3

((( :=Cpcv20.016 =Qtmaxpcv2Cpcv2pcv22|\ |.npcv2 :=Qt maxpcv279.831 =m3ziQtQtmaxpcv21 0.295pdppcv2|

\ ||. 0.705pdppcv2|

\ ||.m

((( :=Qt79.831 =pdQtppdbar m3zi bar m3zi m3zi0 238 0 106 7910 231 10 102 7620 222 20 96 7230 211 30 89 6740 197 40 80 6050 179 50 67 5160 157 60 52 3970 123 70 32 2480 70 80 8 688 0 88 0 0Curba de comportare a stratul ui l a ti mpul prezentCurba de comportare a stratul ui l a ti mpul prezentQtv27 0204060801001200 50 100 150 200 250prezentviitor 1viitor 2p QCurbele de comportare a stratului la prezent si viitor , in cazul utilizarii metodei Klins si Clark III28 APLICATIE 3 Determinarea curbelor de comportare ale echipamentului in cazul unei sonde in eruptie naturala adancimea sondei, m diametrul interior al tubingului, m; diametrul interior al coloanei, m; temperatura medie la suprafata, C; densitatea titeiului, kg/m3; densitatea apei de zacamant, kg/m3; densitatea relativa a gazelor, ; denistatea relativa a titeiului, ; densitatea aerului, kg/m3; tensiunea superficiala a titeiului, N/m; tensiunea superficiala a apei, N/m; vicozitatea titeiului, Pa.s; viscozitatea gazelor, Pa.s; viscozitatea apei, Pa.s; presiunea in capul de eruptie, bar. impuritatile, ; presiunea saturatie, bar; debitul de lichid, m3/zi; debitul de gaze al sondei, Nm3/zi; Nm3/zi. H 2300 n 20 + :=di63.5 103 :=Di127 103 :=ts15 :=t830 3 n + :=a1100 :=rg0.7 :=rt t1000:=aer1.293 :=ot30 n + ( ) 103 :=oa60 n + ( ) 103 :=t2 103 :=g0.02 103 :=a1 103 :=p25 :=i35 n + ( )100:=psat60 :=Ql45 n + :=Qg500 5 n + :=Qinj0 :=29 30 Sa se determine variatie presiuni cu adancimea folosind metoda Hasan-Kabir in scopul determinari presiuni dinamice. presiunea medie pe intervalul de presiune considerat, pe sonda : si temperatura medie bar presiunea pseudocritica si temperatura pseudocritica : presiunea pseudoredusa si temperatura pseudoredusa : H 2.86 103 = mi 0.63 =QaQli := Qa45.99 =Qt1 i ( ) Ql := Qt27.01 =t914 =RaQaQt:=rt0.914 =apmedTmedp'2p210 + := p'255 =4pmed1p2p'2+21 + := pmed151 = bara p01 := T0288.15 :=tmedts0.03 H 2+ := tmed57.9 = CTmedtmedT0+ := Tmed346.05 = KppcrTpcrppcr49.37 4.67 rg := ppcr46.101 = barTpcr171.5 rg 97 + := Tpcr217.05 = KpprTprTprTmedTpcr:= Tpr1.594 =p 2 45 := 31 factorul de abatere al gazelor, z (relatia lui Istomin, valabila pentru urmatoarele conditii: viscozitatea lichidului: : tensiunea interfaciala a lichidului: N/m ratia de solutie si factorul de volum al titeiului: /m3 densitatea medie a gazelor pe intervalul de presiune considerat: kg/ ppr1pmed1ppcr:= ppr11.106 =0 ppr< 3 < 1.3 Tpr< 1.9