جزوه کمک درسی خواص سیالات مخزن

رشته مهندسی نفت-مقطع کارشناسی

نیاحسین اعلمی: مدرس[email protected]

mailto:[email protected]

پیشگفتارهافهرست پروژه

:توضیحاتی پیرامون این جزوهی مجموعه حاضر حاصل تالش بی وقفه دانشجویان مقطع کارشناس

بر های کالسی منطبقدانشگاه آزاد اسالمی واحد قوچان در قالب پروژهمصوب وزارت علوم، تحقیقات و فناوری برای رشته هایسرفصل

. باشدمی1393-1392مهندسی نفت در نیمسال دوم تحصیلی نیا، تمامی تالشدانشجویان یاد شده با همراهی مدرس دوره، حسین اعلمی

خود را در جهت استفاده از منابع موثق علمی موجود، رعایت اصول نمایشی و. اندبکار گرفته... نگارشی و

لوم وزارت عهایسرفصلبا توجه به فقدان منبعی جامع و منطبق بربه دانشجویان وهاییمجموعهبرای این درس، تهیه و مطالعه چنین

فت و کنکور کارشناسی ارشد و شاغالن صنایع باالدستی نداوطبین.رددگهمچنین تدریس آن به مدرسان رشته مهندسی نفت توصیه می

93بهار درس خواص سیاالت مخزن 4

پیشنهادات و انتقاداتناسب، با توجه به بی سابقه بودن چنین اثری، کمبود منابع فارسی م

ارائه شده توسط وزارت علوم، حجم سیالبسضعف های موجود در اشکاالت در این مجموعه وجود ... باالی مطالب، محدودیت زمانی و

. قابل پیش بینی است،امید است خوانندگان محترم با ارائه پیشنهادات و انتقادات سازنده خود

د گروه مهندسی نفت دانشگاه آزاد اسالمی واح)این مجموعه کنندگانتهیهبا کیفیت آتی از طریق هایمجموعهرا در بهبود کیفیت و ارائه ( قوچان.یاری نمایند[email protected]یارانامه

ها و سپس مشروحفهرستی از عناوین و شماره پروژهمقدمتادر ادامه.گرددها تقدیم خوانندگان میپروژه



شماره و موضوع پروژه هاموضوع پروژهشماره پروژه1ع مروری بر نحوه تشکیل و تجم

نفت و گاز در مخازن زیر زمینی2 ترکیب شیمیایی سیاالت مخازن

(Reservoir Fluid Chemical Composition)( انواع ترکیبات

(سیاالت مخزن3 مفهوم ساده)مبانی رفتار فازی

یک، دو و چند ( فاز و دیاگرام های فازجزئی

4 نمونه گیری از سیاالت مخزن(Reservoir Fluid Sampling) و

صحت سنجی نمونه های اخذ شده5 نحوه شناخت سیاالت مخزن

یم تقس( )تقسیم بندی سیاالت مخزن)دیاگرامهایبندی مخازن با استفاده از

(فاز6 تعریف و نحوه محاسبه خواص

(Dry Gas)سیال مخازن گاز خشک

7 تعریف و نحوه محاسبه خواص(Wet Gas)سیال مخازن گاز تر

8 تعریف و نحوه محاسبه خواصسیال مخازن گاز میعان معکوس

(Retrograde Gas)

9 تعریف و نحوه محاسبه خواص(Volatile Oil)سیال مخازن نفت فرار

10 تعریف و نحوه محاسبه خواص(Black Oil)سیال مخازن نفت سیاه


(ادامه)ها شماره و موضوع پروژه11 آزمایشاتPVT سیاالت مخزن :

Flash Vaporization

12 آزمایشاتPVT سیاالت مخزن :Constant Volume Depletion

13 آزمایشاتPVT سیاالت مخزن :Separator Test

14 آزمایشاتPVT سیاالت مخزن :Differential Vaporization Test

15 آزمایشاتPVT سیاالت مخزن :Swelling Test

16رای تصحیح نتایج آزمایشگاهی باستفاده در محاسبات مخزن و مهندسی

بهره برداری

17 معادالت حالت(Equations of state) و استفاده از این معادالت

برای محاسبه خواص سیاالت مخزن18معادله حالت : معادالت حالت

ویریالگازهای ایده آل و معادله 19معادالت حالت : معادالت حالت

3درجه 20معادله : معادالت حالت

SRKحالت

21معادله حالت : معادالت حالتPeng- Robinson


(ادامه)ها شماره و موضوع پروژه22 مایع –تعادل فازی گاز(Gas Liquid Equilibria)، نسبت

و (Equilibrium Ratio)تعادل کاربردهای آن در مهندسی نفت

مخزن23ل روشهای تعیین نسبت تعاد

اجزای تشکیل دهنده یک مخلوط ر با استفاده از رفتا: هیدروکربوری

محلولهای ایده آل24ل روشهای تعیین نسبت تعاد

اجزای تشکیل دهنده یک مخلوط تجربی، معادالت : هیدروکربوری

25ل روشهای تعیین نسبت تعاداجزای تشکیل دهنده یک مخلوط

نمودارهای موجود در : هیدروکربوریمختلفهمگرائیفشارهای

26محاسبه تعادل شامل :محاسبه نقطه شبنم و نقطه حباب

27محاسبه تعادل شامل : Flash)محاسبات تبخیر آنی

Calculations)28محاسبه تعادل شامل :

محاسبه نسبت گاز به نفت 29محاسبه تعادل شامل :

ای محاسبات مربوط به تفکیک گرهسرچاهی


(ادامه)ها شماره و موضوع پروژه30 محاسبات حجمی نفت و گاز برای

استفاده سیستمهای نفتی و نفت سنگین بااز روابط تجربی

31 تر با تکیه بیش)رسم دیاگرام فازی(بر معادالت حالت

32تعریف و محاسبه خواص فیزیکیو فشار نقطه حباب نفت: نفت و گاز شامل

فشار نقطه شبنم گاز33تعریف و محاسبه خواص فیزیکی

یته دانسیته نفت و دانس: نفت و گاز شاملگاز34تعریف و محاسبه خواص فیزیکی

نفت و ویسکوزیته: نفت و گاز شاملگازویسکوزیته

35تعریف و محاسبه خواص فیزیکیحاللیت گاز در نفت : نفت شامل

36تعریف و محاسبه خواص فیزیکیزند ضریب حجمی نفت سا: نفت و گاز شامل

و ضریب حجمی گاز 37تعریف و محاسبه خواص فیزیکی

(Z)ضریب فشردگی : گاز شامل

38تعریف و محاسبه خواص فیزیکیمیزان آب همراه : گاز شامل

39ر کاربرد خواص فیزیکی سیاالت دتخمین میزان نفت و گاز: مهندسی نفت

جریان سیاالت در محیط های اولیه، متخلخل

40ر کاربرد خواص فیزیکی سیاالت دفرآورشسازی، شبیه : مهندسی نفت

41ازی آشنایی با نرم افزارهای شبیه سخواص سیاالت مخزن


درس خواص سیاالت مخزن


[email protected]و هاتفو ناصر 900361828



سنگ مادر نفت و گاز.1سنگ مخزن نفت و گاز.2تله های نفتی و گازی.3متان تشکیل شده در بستر ذغال سنگی.4گاز تشکیل شده در بستر شیلی.5نتیجه گیری.6

مقدمهارای نفت و گاز استخراج شده از میادین گازی و نفتی که این مخازن د

ین هستند تولید می شوند و ا( سنگ مخزن)متخللسنگ های تراوا و .مایعات در طی دوران وسیع زمین شناسی اجتماع پیدا کرده اند

تیجه میادین نفتی و گازی از ویژگی های زمین شناختی هستند که ن:تالقی چهار نوع ویژگی زمین شناسی است

1. سنگ مخزن.2سنگ مادر نفت و گاز3. تله های نفتی.4به دام افتادن


سنگ مادر ادر های مسنگ.میگیرندنفت و گاز از سنگ مادر نفت خام سرچشمه

و از نوع سنگ های رسوبی هستند که در آب های بسیار آرام و ساکنکم عمق بدون جریان و یا در قسمت هایی با عمق زیاد ته نشین و

.تشکیل شده اند بین در.انداین سنگ ها از قطعات بسیار کوچک معدنی تشکیل شده

قطعات مواد معدنی معموال مواد آلی مانند جلبک ها و قطعات کوچکای هریزدانهچوبی و قطعات نرم گیاهی باقی می ماند وقتی که این

رفت رسوبی دفن شدند و سپس بر روی آن تعدادی الیه دیگر قرار گدیل گرما و فشاری حاصل می شود ذرات رسوبی نرم به ذرات سخت تب

یز به می شوند چنان چه فرآیند دفن شدن ادامه پیدا کند دما نتبدیل.طبع افزایش پیدا می کند


سنگ مادر درجه 1200وقتی که درجه حرارت سنگ های رسوبی غنی از مواد آلی به

فت و آلی درون سنگ ها شروع به پختن می کنند و نبرسدموادسنتی گراد گاز طبیعی و مواد آلی باقی مانده به وجود می آیند و از سنگ مادر خارج

.می شوند

مای میلیون ها سال زمان میبرد تا سنگ مادر به اندازه کافی دفن شود تا دالزم را به وجود آورد و میلیون ها سال طول می کشد تا سنگ ها پخته

آید و شوند تا حجم کافی نفت و گاز به شکل تجمع های اقتصادی به وجود.از سنگ مادر به مخزن مهاجرت کند

ویندنفت و گازی که به این شکل به وجود می آیند را مولد حرارتی می گ.

ز به اگر مواد آلی موجود در سنگ مادر بیشتر از قطعات چوبی باشند پس ا.ایدبلوغ رسیدن هیدروکربن ها گاز طبیعی به وجود می


سنگ مادر ند تشکیل شده باشتنانچنان چه مواد آلی عمدتا از جلبک ها و نرم

یاد زمانی سنگ منشا در عمق زاگر.آیندنفت و گاز با هم به وجود می درجه سانتی گراد حاصل شود مواد 1500دفن شود که دمای باالی

ا نفت باالتر از این دمدر.شوندآلی موجود بیشتر به نفت تبدیل می نند و باقی مانده در سنگ منشا یا هر نفت دیگر به دام افتاده می شکآید می به گاز تبدیل می شوند پس گاز به دو طریق می تواند به وجود

د تواند به طور مستقیم از مواد آلی چوبی داخل سنگ منشا به وجو.باالداماهایبیاید یا با شکست حرارتی نفت در

برخی سنگ های رسوبی غنی از مواد آلی می توانند از میانگاز فرآیندهای باکتریایی در عمق کم و قبل از بلوغ حرارتی تولید

.کنند


سنگ مادرمواد در این فرآیند با اشاره به طبیعی بودن گاز سنگ منشا غنی از

آلی هرگز در عمق زیاد دفن نمی شوند و حرارت زیاد برای تولید ا ضروری نمی باشد در عوض باکتری بی هوازی گاز را در سنگ منش

.های کم عمق حوضه رسوبی تولید می کنندد می فرآیند های طبیعی گاز کمتری را نسبت به روش حرارتی تولی

.کنندچاه گازی طبیعی معموال حجم گاز کمتری تولید می کنند. فوت مکعب 2000بیشتر تجمع های طبیعی گاز در عمق کمتر از

.اتفاق می افتند


سنگ مخزن سنگ های مخزن تراوا و متخلخل هستند آن ها حاوی منافذ

تلف را میکروسکوپی و متصل به هم هستند که ارتباط بین نواحی مخ.برقرار می کند

د به به طور طبیعی از سنگ منشا خارج می شونوگازوقتی که نفتبیشتر سنگ های (.مهاجرت می کنند)سنگ مخزن وارد می شوند

.سنگ آهک یا دولومیت هستند,مخزن ماسه سنگی د می برای اولین بار وارد سنگ مخزن می شونوگازپس از این که نفت

در توانند به طور آزادانه در سنگ حرکت کنند اکثر سنگ های مخزنالی ای شور زیرزمینی چگآب.اندابتدا با آب شور زیرزمینی اشباع شده

چون نفت و گاز چگالیداردوگرم بر سانتی متر مکعب 1.0بیشتر از یرند و کمتری نسبت به آب زیرزمینی دارند بر روی آب شور قرار می گ


سنگ مخزن پوش.برسندفضای خالی را پر می کنند تا به ناحیه غیرقابل نفوذ

سنگ ها به طور کلی سنگ های بدون تخلخل و یا با سوراخ های کوچک که فقط قطرات آب توانایی عبور از آن را دارند


تله هادامه وقتی نفت و گاز طبیعی به مهاجرت در درون منافذ خالی سنگ مخزن ا

می دهند تا زمانی که منافذ خالی سنگ مخزن پر و مسدود شوند و این ن آرایش مسدود شدن به وسیله آرایش فیزیکی پوش سنگ می باشد و به ای

.تله می گویند و سازهچینه:دارددو نوع تله وجودق تله های سازه زمانی شکل گرفته اند که سنگ مخزن و الیه های منطب

ر شکل ده ها این تغییمعموال.کنندتوسط گسل یا زلزله تغییر شکل پیدا می .یا صدها میلیون سال طول می کشد

ه مخزن نفت و گاز به مناطق باالیی مهاجرت می کنند تا به باالترین منطقه برسند اگر نفت و گاز به طور همزمان حضور داشته باشند نفت در الی

الیه آبی و الیه نفتی باالی(به دلیل اختالف دانسیته)باالیی قرار می گیرد.اشباع قرار می گیرد


ای چینهتله ه عنوان شناسی زمانی شکل میگیرند که سنگ مخزن بچینهتله های

ی مخزن سنگ در کنار یا باالپوش.باشدالیه ناپیوسته وجود داشته یهساحلیجزیریمثال رایج در باره ی این نوع تله یک.میگیردقرار

یر است نفوذ ناپذیر بودن شیل ها هر دو قسمت ساحلی و غکاستالک سنگ کرده است و نتیجه یتبدبلساحلی را به یک سد نفوذ ناپذیر

.شده استمحاسرهکه با شیل های غیرقابل نفوذ تراواستمخزن


Coalbed Methane

ذغال می تواند هم به عنوان سنگ مادر و هم به عنوان سنگ مخزناز این صورت متان بستر ذغال سنگی یا گدر.کندگاز طبیعی عمل

.ذغال سنگی می تواند تولید شودی این گاز از مواد آلی چوبی است که به شکل ذغال سنگ تولید م

ای اعماق کم ممکن است حجم کمی از گاز به وسیله فعالیت هدر.شوددر اعماق بیشتر که دما بیشتر 0باکتریایی در ذغال سنگ به وجود آید

.است گاز به وسیله فعالیت حرارتی به وجود می آید در فرآیندهای حرارتی حجم زیادتری در مقایسه با فرآیندهای

ود روش به وجهردوباکتریایی به وجود می آید اما گاز ذغال سنگی از .می آید


Coalbed Methane

بیعی عمدتا ذغال سنگ ها توسط سیستم فراگیر از شکستگی های طاعماق زیاد این شکستگی ها با آب پر شده در.شوندمشخص می

اعمال شده توسط این سطح آب بر روی ذغال سنگ سببفشار.اندمنظور بدست آوردن گاز از ذغالبه.شودنگهداری گاز در داخل آن می

ه سنگ اول باید آب را از داخل این شکستگی ها خارج کرد زمانی کمی این کار انجام شد گاز از شکستگی ها خارج می شود و گاز تولید

.شود


SHALE GAS

مخازن مهم کم حجم در برخی ,گازهای به وجود آمده در بستر شیلییا در بستر شیلی ممکن است به صورت حرارتیگاز.هستندنقاط

زاد در گاز ممکن است به صورت گاز آاین.بیایندباکتریایی به وجود وان و خاک رس و یا به عنکروژنشکستگی های مصنوعی باشد یا از

گاز حل شده در مواد معدنی باقی مانده یا هیدروکربن های موجود در.شیل به وجود بیایند

شا و شیل ها غنی از مواد معدنی هستند و می تواند به عنوان سنگ من.سنگ مخزن عمل کند

باشند تا به خاطر تراوایی طبیعی کم شیل اکثرا باید دارای شکستگیعموال تولیدات گاز از شیل ها منرخ.شودیک اجتماع اقتصادی تشکیل

ست به طور قابل مالحظه ای کمتر از نرخ تولیدات مخازن گاز معمولی ا. حتی چس از شکستگی مصنوعی


نتیجه گیریدانه نفت و گاز طبیعی از بقایای موجودات زنده در سنگ های رسوبی

.ریز همراه با مواد آلی تشکیل شده است به یموادآلهنگامی که این سنگ ها با الیه های رسوبی دفن می شوند

و بعد با نفت و گاز طبیعی تبدیل می شوند اول با فرآیند باکتریایی.دمای باال و با کمک عمق چندین هزار فوتی

راوا و یک سنگ توبهنفت و گاز سپس از سنگ منشا خارج می شوند.متخلخل که سنگ مخزن است مهاجرت می کنند

زن را چون نفت و گاز دانسیته کمتری نسبت به آبی که فضاهای مخوی خود اشباع کرده اند دارند در باالی الیه آبی قرار می گیرند و پیشر

را تا پوش سنگ ادامه می دهند در این صورت نفت و گاز تجمع می .یابند و میدان نفتی شکل می گیرد


.1Ronald F. Broadhead, PETROLEUM GEOLOGY: AN INTRODUCTION



[email protected]–علی اکبر وطن خواه –890219149


ترکیب سیال مخزن

انواع ترکیبات شیمیایی سیاالت درون مخزن

طبق بندی مخازن و سیاالت مخزنی

اجزای های مختلف ترکیبات سیال

مثال از مبحث سیاالت مخازن

منابع

ترکیب سیال مخزناشند، نمونه هایی از سیال مخزن، که تقریباً معرف سیال اولیه مخزن ب

این کار شانس وجود. به سرعت در آغاز عمر مخزن گرفته می شوند در الیه نفتی مخزن را کاهش می دهد1گاز آزاد.ی اکثر پارامترهایی را که در یک مطالعه سیال مخزن اندازه گیری م

. ردشوند می توان با درجه ای از دقت از ترکیب سیال مخزن محاسبه کر د. توصیف سیال مخزن است که می توان انجام دادکاملتریناین

ت نفت از گذشته، ترکیبات سیال مخزن معموالً شامل تفکیک ترکیباجز و اجزای سنگین تر به صورت یکهپتانمی شد و هگزانمتان تا

ها با هم گروه بندی و همراه با میانگین دانسیته و وزن مولکولی آن.گزارش می شدند


ن مخزنانواع ترکیبات شیمیایی سیاالت درو

در مهندسی نفت و گاز بات ترکیبات پیچیده ای از سیاال

که رفتارشان به شدت مواجهیما متاثر از ساختار شیمیایی آن ه

ا ساختار این سیاالت ر. می باشدمجموعه ای از اجزای مختلف

شیمیایی شامل اجزای غیر ی هیدروکربنی و طیف گسترده ا

. از اجزای هیدروکربنی استها تشکیلآلکانباالخص گروه

.می دهد

یعی سیستم های هیدروکربنی طبدر مخازن هیدروکربوری مخلوطی

. هستند1از چندین ترکیب آلی گسترده ای از دما و بازۀآنها در

چندفازیفشار از خود رفتاری تجمعاتاین . نشان می دهند

هیدروکربنی معموالً به حالت هایگازی، مایع، جامد و یا

مخلوط های گوناگونی از این.حاالت هستند


طبقه بندی مخازن و سیاالت مخزنی

• ترکیب مخلوط هیدروکربنیمخزن؛

•فشار و دمای اولیۀ مخزن؛ •فشار و دمای تولید در سطح؛ اهمیت کاربردی شرایطی که در

آنها این فازها به وجود می آیند این. بسیار است

بی شرایط به شکل ریاضی یا تجربه راحتی به صورت انواع مختلف

دیاگرام های معروف به فازی نمایش داده می

-اشوند که یکی از آنها دیاگرام دم.فشار است

مخازن هیدروکربوری عموماً به3و مخازن گازی 2مخازن نفتی

. دسته بندی می شونده به این طبقه بندی کلی، بست

ههایعوامل زیر، به زیر دست :دیگری نیز تقسیم میشود


:اجزای سیاالت مخزناجزای هیدروکربنی:

اجرای )متان و اتان(سبک

پروپان و بوتان(اجزای سبک میانی)

پنتان و هگزان-اجزای میانی)

(سنگین

اجزای سنگین یابرش الیه هفتم به

(+C7)بعد

اجزای غیر هیدروکربنی:نیتروژندی اکسید کربنسولفید هیدروژن


خواص سیال مخازن


:گاز طبیعی با ترکیب زیر از یک چاه گازی تولید می شود

:محاسبه کنیدال، با فرض رفتار گاز ایده

وزن مولکولی ظاهری؛( الف

وزن مخصوص؛( ب

psiaو 150oF 2000؛ دانسیته گاز در( ج

.150oF 2000 وpsia وزن مخصوص در( د

خواص سیال مخازن


2) با استفاده از معادلۀ ( الف-: برای محاسبۀ وزن مولکولی ظاهری( = 18.42 a M

2) محاسبۀ وزن مخصوص از معادلۀ ( ب-10:)= 18.42 28.96 = 0.636 g γ

2) حل معادلۀ ( ج-: برای دانسیته( 7

( )( )

( )( )5.628 3

10.73 610

2000 18.42 lb ft g

(wiki PG)1فصل اول از صفحه 1.13فصل اول از صفحه

309فصل سوم بخش چهارم از صفحه (MLA(Modern Language Association))

Vatankhah,Ali Akbar.petroleum Engineering Ebook 1390 FARSI, Fa Tarek Ahmad Reservoir Engineering Handbook 2006. mashhad,2014.



[email protected]، 900235289بهمن فخیمی،


مقدمه. 1

نفت سیاه معمولی. 2

نفت خام سنگین. 3

ویژگی های نفت های سنگین. 4

مقدمهتفاوت نفت های خام بر اساس خواص فیزیکی و ترکیبات شیمیایی

های زیادی باهم دارند و تقسیم بندی انواع آنها حائز اهمیت خواهد به طور معمول نفت های خام به صورت انواع به همین دلیل،. بود

:مختلف ذیل تقسیم میشوند. استپرژهکه نفت سیاه معمولی گزینه مورد بحث این

نفت سیاه معمولی_نفت با کاهش حجم کم_نفت با کاهش حجم زیاد _نفت خام تقریبا بحرانی_


نفت سیاه معمولیل دما برای نفت سیاه معمولی در شک-نمونه ای از نمودار فازی فشار

آن کیفتویژگی مهم این نمودار، خطوط .نشان داده شده است2-1.است که تقریبا در فواصل مساوی از هم قرار دارند

1-3با رسم نمودار درصد حجم مایع به صورت تابعی از فشار شکل ،با 1-2که در شکل )میتوان مسیر کاهش فشار برای این نوع نفت خام

.را دنبال نمود(نشان داده شده استEfخط عمودی در هنگام . خط راست میباشداینممنحنی کاهش حجم مایع برای

و scf/STB700-200نسبت گاز به نفت این نوع نفت بین تولید،آن اغلب قهوه ای تا سبز تیره ورنگ45تا 15آن بین APIدرجه

.خواهد بود


دما برای نفت سیاه-دیاگرام فشار


منحنی کاهش حجم نفت سیاه


نفت خام سنگین1-4دما برای این نوع نفت خام در شکل -نمونه ای از نمودار فشار

هم خطوط کیفیت این نمونه نفت نسبت به. نشان داده شده استنم قرار دارای فاصله های تقریبا کمی هستند و در نزدیکی منحنی شب

نشان داده شده است، منحنی کاهش 1-5همانگونه که در شکل . دارنداهش حجم مایع نسبت به فشار برای این نوع نفت خام نشان دهنده ک

:ر استدیگر این نوع نفت خام به شرح زیمشخصات.میباشدحجم نفت

1.2ضریب حجمی نفت کمتر از bbl/STB

200نسبت گاز به نفت کمتر از scf/STB

درجه یAPI 35کمتر ازرنگ سیاه یا پر رنگ


مشخصات نفت خام سنگینه بازیافت مقدار قابل توجهی هیدروکربور مایع در شرایط دستگا

(1-4در شکل Gنقطه ی )جداساز سطحی


برای نفت خام سنگینP-Tنمودار فازی


منحنی کاهش حجم نفت خام سنگین


ویژگی های نفت های سنگینبرای محاسبه های مهندسی موازنه جرم، نیاز به دسته ای از ویژگی

. را بررسی خواهیم کردانهاهای فیزیکی داریم که ل، نفت محلو–این ویژگی ها، ضریب حجمی سازند نفت، نسب گاز

نفت تراکم پذیری هم دما و گرانرویکلی،ضریبضریب حجمی سازند . ، کشش سطحی نیز بررسی خواهد شدهمچنین.هستند

آن فرایند های. این ویژگی ها را در این بخش شناسایی میکنیمین به فیزیکی را نیز بررسی خواهیم کرد که در کنار ان ها نفت سنگ

.هنگام کاهش فشار مخزن، دگرگونی می یابد


اندازه برخی ویژگی ها در سرچاه از روش هایی را بازگو میکنیم که با بهره گیریایندهدر بخش های

افزون بر. داده های سر چاه، اندازه برخی ویژگی ها را روشن می کنندآن از پژوهش های آزمایشگاهی سیاالت و معادله های آنها نیز بهره

.گیری میشود

زیرنویسoبرای نشان دادن ویژگی های یک مایع به کار میرود .ایعیمچراکه مهندسان نفت در بیشتر جاها، واژه نفت را برای بازگویی

.به کار میبرند که با آن سروکار دارند


سنگینی ویژه نفت سنگینی ویژه ی مایع𝛾°ب بگونه ی نسبت چگالی مایع به چگالی ا

.بازگو میشود که هردو در یک دما و فشار هستند

𝜌°

𝜌𝑤𝛾° =

ت، چنین گمان میشود که سنگینی ویژه، به گونه ی بدون بعد اسبا . هستندابچراکه واحدهای چگالی مایع همانند واحد های چگالی

.این همه، این گفته، صد درصد درست نیست


بعد؟سنگینی ویژه نفت، خاصیت بدون در سامانه انگلیسی این واحد ها را داریم:(1-8)

𝑙𝑏 𝑐𝑢/نفت 𝑓𝑡نفت𝑙𝑏 /آب 𝑐𝑢 𝑓𝑡 آب

𝜌°

𝜌𝑤=𝛾°=

ی به گونه ویژه، های گاهی سنگینیSP.JR60° /60° داده𝐹°60°آب در و مایع این نمایانگر ان است که چگالی های میشوند،

.اندو فشار اتمسفری اندازه گیری شده


APIسنگینی در صنعت نفت

ه دیگری نیز به کار میرود کنفت،سنگینیهمچنین در صنعت:نامیده میشودAPIسنگینی

131.55 (8-1)-141.5

𝛾°°𝐴𝑃𝐼=

𝛾° این عبارت را به گونه ای. است°60/ °60سنگینی ویژه درنوشته اند که بتوانند هیدرومتری با مقیاس خطی را بسازند.


محاسبه سنگینی ویژه

چگالی نفت انباری درF60° برابرLB/CU FT51/25است. واحد ویژه و سنگینی در سنگینی°𝐴𝑃𝐼 اوریدبه دست را .


محاسبه سنگینی ویژهدر آغاز، سنگینی ویژه را به دست می آوریم

𝜌°

𝜌𝑤𝛾°=

𝛾°=

51.25 𝑙𝑏 /𝑐𝑢 𝑓𝑡

62.37 𝑙𝑏 /𝑐𝑢 𝑓𝑡=0.8217


محاسبه سنگینی ویژه در مرحله دوم، سنگینی را در واحد°𝐴𝑃𝐼بدست می آوریم

131.5°𝐴𝑃𝐼 =141.5

𝛾°-

°𝐴𝑃𝐼 =141.5

0.8217− 131.5 = 40. 7° API


293Fa The properties ofتا 290صفحه 1.petroleum fluids, McCain, 1989

5Q922+RFP Main Source Fa [Handتا 3صفحه . 2Res Eng Ch 1, 2, 3 & 15]



[email protected]، 900235289بهمن فخیمی،


مقدمه. 1

آزمایشات انبساط با ترکیب ثابت .2

مقدمهین یکی از موارد حائز اهمیت در بررسی آزمایشگاهی ترکیب سیال مخزن ا

زدیک به است که نمونه سیال مورد آزمایش باید در شرایطی قرار بگیرد که ن.شرایط اولیه مخزن باشد

یب آن در گذشته، آزمایشات تعیین ترکیب سیال مخزن در حد شناخت ترکانجام می گرفتند و هپتان و اجزاء( به صورت میزان وجود متان تا هگزان)

توسط سنگینتر از آن بصورت یک برش واحد با وزن مولکولی و دانسیته م.بیان می شدند

امروزه با توسعه معادالت حالت، توصیف کامل ترکیب سیاالت مخزن وکه در تعیین اجزاء سنگینتر به صورت مجزا الزامی به نظر می رسد، بطوری

مورد نیاز 𝐶10بسیاری حاالت تعیین ترکیب سیال تا حداقل در برخی از تحقیقات که با استفاده از معادالت حالت انجام. می باشد می گیرد، تعیین ترکیب سیال تا𝐶30دو یا سنگینتر نیز الزامی می باش.


:تعیین خواص آزمایش1 )(فشار نقطه حباب یا فشار نقطه شبنم)فشار اشباع2 )باعتراکم پذیری سیال تک فاز در فشار های بیشتر از فشار اش3 )ضریب تراکم پذیری فاز گاز4 )حجم کل هیدروکربن بصورت تابعی از فشار


...ادامه

ثابت -آزمایش انبساط با ترکیب


...ادامه𝑉𝑡=حجم کل هیدروکربن𝑉𝑠𝑎𝑡=حجم هیدروژن در فشار اشباع حجم نسبی در فشار اشباع برابر یک خواهد 3-1با توجه به معادله ،

جم، ح-این ازمایش با نام های مختلفی مانند ازمایش روابط فشار.بودذکر است الزم به.تفکیک آنی، و یا انبساط آنی نیز شناخته شده است

دد و که در این آزمایش هیچگونه هیدروکربنی از محفظه خارج نمی گرابت ترکیب کل مخلوط هیدروکربنی در محفظه در همان حالت اولیه ث

.باقی می ماند

= 𝑉𝑟𝑒𝑙 نسبیحجم

(3-1معادله)𝑉𝑟𝑒𝑙=𝑉𝑡

𝑉𝑠𝑎𝑡


...ادامه ساط آزمایش انب)نمونه ای از نتایج آزمایش تفکیک آنی 3-2جدول

فشار . را نشان می دهدBig Butteنفت خام میدان ( ثابت-ترکیبدر این . می باشدpsia 1936برابر ℉247حباب نفت در دمای

شده جدول عالوه بر مقادیر حجم نسبی، مقادیر دانسیته اندازه گیرینفت خام در فشار اشباع و در فشار های باالتر از آن نیز گزارش

.شده اند

0.6484دانسیته نفت در فشار اشباع برابر gr/cc گزارش شده استه نفت حجم بر روی نمون-که بوسیله ازمایش اندازه گیری مستقیم وزن

شتر از دانسیته نفت در فشارهای بی. تعیین شده استPVTدر محفظه :نمودفشار حباب را می توان با استفاده از مقادیر حجم نسبی محاسبه

(2-3 )𝜌𝑠𝑎𝑡

𝑉𝑟𝑒𝑙=𝜌


...ادامه𝜌=دانسیته نفت در فشار بیشتر از فشار اشباع𝜌𝑠𝑎𝑡= دانسیته نفت در فشار اشباع𝑉𝑟𝑒𝑙= نظرحجم نسبی در فشار های مورد


محاسبه مقادیر دانسیته مقادیر ،17در اسالید3-2با توجه به داده های آزمایشگاهی جدول

را محاسبه کنید psi 6500و 4000دانسیته نفت در فشار های


محاسبه مقادیر دانسیته محاسبه نمایید3-2دانسیته نفت را با استفاده از معادله:

(2-3 ) معادله𝜌𝑠𝑎𝑡

𝑉𝑟𝑒𝑙=𝜌

400در فشار psi

gr/cc0.6714 =0.6484

0.9657=𝜌𝜊

6500در فشار psi

gr/cc 0.6919 =0.6484

0.9371=𝜌𝜊


...ادامهار معموال بمنظور تصحیح داده های ازمایشگاهی حجم نسبی در فش

ابع های کمتر از فشار اشباع و همچنین در فشارهای خیلی کم، یک تنامیده -Yکه بطور اختصار تابع 17بدون بعد بنام تابع تراکم پذیری

در تعریف ریاضی این تابع که فقط. می شود معرفی گردیده است: فشارهای کمتر از فشار اشباع تعریف شده است چنین می باشد

(3-3 )Y=

𝑃𝑠𝑎𝑡−𝑃

𝑃(𝑉𝑟𝑒𝑙−1)

𝜌= ،فشار مورد نظرpsia

𝜌𝑠𝑎𝑡= ،فشار اشباعpsia

𝑉𝑟𝑒𝑙 = حجم نسبی در فشارp 93بهار درس خواص سیاالت مخزن 87

م نتایج آنالیز آزمایشگاهی نفت خا(3-1جدول ) Big Butteمیدان


ام نتایج آزمایش تفکیک آنی نفت خ(3-2جدول )Big Butteمیدان


...ادامه مقادیر محاسبه شده تابع 3-2در جدول 3ستونY- را نشان می

ز برای یکدست نمودن داده های حجم نسبی در فشار های کمتر ا. دهدر بصورت تابعی از فشار رسم می شوند که د-Yفشار اشباع، مقادیر تابع

3-2ل شک. نتیجه این ترسیم یک خط تقریبا راست حاصل خواهد شد Bigبر حسب فشار برای نفت خام -Yخط راست حاصل از رسم تابع

Butteر با توجه به این شکل مشاهده می شود که د. را نشان می دهد.نزدیکی فشار حباب، داده ها به صورت پراکنده می باشند

ت با استفاده از دستورالعمل زیر می توان مراحل تصحیح و یکدس:نمودن داده های حجم نسبی را انجام داد

مقادیر تابع 3-3با استفاده از معادله -1مرحلهY- را برای همه.فشارهای کمتر از فشار اشباع محاسبه کنید


...ادامه مقادیر تابع -2مرحلهY-بر حسب فشار را در یک دستگاه مختصات

.رسم کنید18معمولی بهترین خط راست را که می توان از داده های رسم شده -3مرحله

:عبور داد تعیین کرده و معادله این خط را مشخص کنید

(4-3 )Y=a+Bp

کهaوbبه ترتیب عرض از مبدا وشیب این خط خواهند بود.


...ادامه اده حجم نسبی در فشارهای کمتر از فشار اشباع را با استف-4مرحله

دوباره ( 3-3معادله )-Yاز معادله خط راست و معادله تعریف شده تابع:محاسبه کنید

(5-3 )𝑃𝑠𝑎𝑡−𝑃

𝑃(𝑎+𝑏𝑃) =𝑉𝑟𝑒𝑙


معادله خط راست با رسم مقادیر تابعY- بر حسب فشار برای نمونه نفتBig Butte

معادله بهترین خط راست عبور داده شده از این داده ها بصورت زیر :حاصل شده است

Y=1.0981+0.000591

ح با استفاده از این معادله خط راست، داده های حجم نسبی را تصحی.و یکدست نمایید


معادله خط راست


(3-2)بر حسب فشار-Yتابع


توضیحات شکل قبلداده های ازمایشگاهی------محدوده قابل قبول

______خط راستتراکم پذیری نفت (𝑐𝑜 ) در فشارهای بیشتر از فشار حباب را نیز

در جدول . می توان با استفاده از داده های حجم نسبی بدست آوردرای مقادیر تراکم پذیری نفت در محدوده های فشاری مختلف ب( 3-3)

. ارائه شده استBig Butteنمونه نفت میدان


جم مرتب سازی تراکم پذیری نفت به ح: نسبی

(6-3 )𝜕𝑉𝑟𝑒𝑙

𝜕𝑃

1

𝑉𝑟𝑒𝑙 =𝐶𝑜


تر از تراکم پذیری نفت در فشارهای بیش(3-3)فشار حباب


... ادامه معموال داده های حجم نسبی در فشارهای باالتر از فشار اشباع را

ل بصورت تابعی از فشار رسم می نمایند که نمونه ای از آن در شک، Pدر فشار دلخواه 𝐶𝑜بمنظور محاسبه . نشان داده شده است( 3-3)

در می توان با رسم خط مماس بر منحنی حجم نسبی بر حسب فشاررا ��P𝜕 /𝑉𝑟𝑒𝑙نقطه مورد نظر، شیب این خط مماس یا همان

تراکم پذیری مقدار ( 3-6)معادله تعیین نموده وسپس با استفاده از . نفت را محاسبه نمود


در فشار𝑪𝒐محاسبه مقدار 3-3با استفاده از شکل ،𝐶𝑜 3000را در فشار psi محاسبه

.کنید


در فشار𝑪𝒐محاسبه 3000با رسم خط مماس بر منحنی در نقطه فشار -1مرحله psi

:شیب این خط مماس را تعیین کنید

P=−14 × 10−6𝜕 /𝑉𝑟𝑒𝑙𝜕

3-6با استفاده از معادله -2مرحله ،𝐶𝑜را محاسبه کنید:

14.92× 10−6 )=15.23× 10−6 psi - )−1

0.98 =𝐶𝑜


... ادامه تراکم پذیری نفت برای محدوده 3-3الزم به ذکر است که در جدول

ه این مقادیر تراکم پذیری با محاسب. هایی از فشار ارائه شده استن تغییرات حجم نسبی در محدوده فشاری مورد نظر و در نظر گرفت

محدوده یعنی برای یک. حجم نسبی در کم ترین فشار تعیین شده اند:می توان نوشت𝑃2تا 𝑃1فشاری

(7-3 )(𝑉𝑟𝑒𝑙)1− 𝑉𝑟𝑒𝑙 2

𝑃1−𝑃2

−1

(𝑉𝑟𝑒𝑙)2 =𝐶𝑜


:آنالیز آزمایشگاهی


تتراکم پذیری متوسط نف تراکم 3-2با استفاده از مقادیر محاسبه شده حجم نسبی در جدول ،

را Psi 2500تا 2000پذیری متوسط نفت در محدوده فشاری .محاسبه کنید


تتراکم پذیری متوسط نف 29در اسالید 3-7با استفاده از معادله

𝑝𝑠𝑖−110−619.43× =0.9890−0.9987

2500−2000

−1

0.9987 =𝐶𝑜


124Q922+RFP Main Source Faتا 116صفحه 1.[Hand Res Eng Ch 1, 2, 3 & 15]



[email protected].حامد.عالمی پور.900236678


مقدمهآزمایشات اولیه. 2آزمایشات روتین. 3آزمایشات مخصوص. 4ثابت-آزمایشات انبساط ترکیب. 5تفاضلی( تبخیر)آزمایش تفکیک . 6

مقدمهار برای توصیف سیاالت مخزن و بررسی عملکرد حجمی آنها در فش

و مطالعه رفتار تعادلی فازی PVTهای مختلف، انجام آزمایشات دقیق در این راستا، روش های . این سیاالت حائز اهمیت می باشد

نجام آزمایشگاهی مختلفی را می توان بر روی نمونه های این سیاالت اش بطور کلی، بر اساس اطالعاتی که مورد نیاز است سه نوع رو. داد

.های آزمایشگاهی مورد استفاده قرار می گیرندخزن یکی از موارد حائز اهمیت در بررسی آزمایشگاهی ترکیب سیال م

یرد این است، که نمونه سیال مورد آزمایش باید در شرایطی قرار بگ.که نزدیک به شرایط اولیه مخزن باشد

ت در گذشته، آزمایشات تعیین ترکیب سیال مخزن در حد شناخو انهپتانجام می گرفت و ( هگزانبصورت میزان متان تا )ترکیب آن

سیته از آن بصورت یک برش واحد با وزن مولکولی و دانسنگینتراجزا .متوسط بیان می شدند

93بهار درس مهندسی حفاری یک 111

آزمایشات اولیه و روتین این آزمایشات به طور معمول

نی برای توصیف سیال هیدروکربمخزن انجام می شوند و معموال

:شامل آزمایشات زیر است1-آنالیز ترکیبی سیال2- آزمایش انبساط ترکیب–

ثابت3-آزمایش تفکیک کننده4- آزمایش دستگاه تفکیک

کننده5-ثابت-آزمایش تخلیه حجم

د این نوع آزمایش ساده می باشو بطور معمول در آزمایشگاه

های که در مناطق عملیاتی و نزدیک چاه ها قرار دارند، انجام

این آزمایشات معموال . می شودشامل روش های تعیین وزن مخصوص و نسبت گاز به نفت.ندسیاالت هیدروکربنی می باش


آزمایشات مخصوصاگر یک مخزن تحت. این آزمایشات برای موارد خاص انجام می شوند

اشد، این تزریق امتزاجی گاز و یا یک برنامه بازگردانی گاز قرار گرفته ب:آزمایشات را می توان بر روی سیال این مخزن انجام داد

آزمایش لوله باریک(الفآزمایش تورمی(ب هدف از ارائه این بحث بررسی آزمایشاتPVT و تشریح موارد استفاده

.از اطالعات موجود در گزارشات مربوط به آنها است


ثابت-آزمایشات انبساط ترکیب

ام یا ثابت بر روی نمونه های نفت خ-معموال آزمایش انبساط ترکیبی حجم سیستم ها-گاز میعانی به منظور شبیه سازی روابط فشار

واص با استفاده از این آزمایش می توان خ. هیدروکربنی انجام می شود:زیر را تعیین نمود

1- (فشار نقطه حباب یا فشار نقطه شبنم)فشار اشباع2-باعتراکم پذیری سیال تک فازی در فشار های بیشتر از فشار اش3-ضریب تراکم پذیری فاز گاز4-حجم کل هیدروکربن بصورت تابعی از فشار



در این آزمایش ابتدا سیال مخزن را درون یک محفظه و در فشاریو سپس مرحله به ( Aقسمت )بیشتر از فشار مخزن قرار می دهند

مرحله با خارج کردن جیوه از محفظه، فشار کاهش داده شده و در هر مرحله کاهش فشار اندازه ( Vt)تغییرات حجم کل هیدروکربن

ا فشار حباب ی)گیری می شود در خالل این آزمایش، فشار اشباع ( Vt)حجم مبنا بعنوانبا آن ثبت شده و متناظرو حجم ( فشار شبنم

در ادامه، حجم سیستم ( cقسمت)مورد استفاده قرار می گیرد ار ثبت هیدروکربن بصورت نسبی از حجم مبنا و بصورت تابعی از فش

این نسبت حجم هیدروکربن به حجم مبنا، حجم نسبی. می گردد:نامیده می شود و به صورت ریاضی چنین تعریف می شود



Vrel=𝑉𝑡

𝑉𝑠𝑎𝑡

Vrel = نسبیحجمVt = کل حجم

هیدروکربنVsat = حجم

هیدروژن در فشار اشباع

شار با توجه به این معادله حجم نسبی در فاین آزمایش با نام . خواهد بود1اشباع برابر

-های مختلفی مانند آزمایش روابط فشاراط حجم، تفکیک آنی، تبخیر آنی و انبس

الزم به ذکر است. آنی شناخته شده استی از که در این آزمایش هیچگونه هیدروکربنمحفظه خارج نمی گردد و ترکیب گل

مخلوط هیدروکربنی در محفظه در همان .حالت اولیه ثابت باقی می ماند


تفاضلی( تبخیر)آزمایش تفکیک

در فرآیند تفاضلی، در هر مرحله کاهش فشار، گاز آزاد شده بطوریدن پیوسته از سیستم جدا شده و اجازه در تماس بودن و به تعادل رس

ند به این ترتیب، در فرآی. فاز گاز آزاد شده با نفت داده نمی شود.تفکیک ترکیب کل هیدروکربن متغییر خواهد بود

ر با استفاده از آزمایش تفکیک تفاضلی می توان به اطالعات زی:دسترسی پیدا کرد

1-مقدار گاز محلول در نفت بر حسب فشار2-میزان کاهش حجم نفت بصورت تابعی از فشار3-برخی از خصوصیات مهم گاز مانند ترکیب گاز آزاد شده، ضریب

تراکم پذیری و وزن مخصوص گاز4-دانسیته نفت باقی مانده بصورت تابعی از فشار


تفاضلی( تبخیر)آزمایش تفکیک یال مخزن ، به عنوان بهترین روش تفکیک ستفاضیآزمایش تفکیک

ط اشباع و شبیه سازی رفتار جریانی سیستم های هیدروکربنی در شرایبه در این آزمایش، مشاهده می شود که. بحرانی گاز شناخته می شود

سد، محض اینکه درصد اشباع گاز آزاد شده به مقدار اشباع بحرانی بروده این گاز شروع به جریان یافتن و ترک نفتی که در آن محلول ب

ک این مسئله نشان دهنده این واقعیت است که تحر. است می کندادن انجام این آزمایش با قرار د. پذیری گاز بیشتر از نفت می باشدو در شرایط فشار حباب و PVTنمونه نفت مخزن در یک محفظه

.دمای مخزن شروع می گردد


تفاضلی( تبخیر)آزمایش تفکیک همانگونه که در شکل زیر نشان داده شده، مرحله به مرحله فشار

سیستم کاهش داده شده و در هر مرحله، گاز آزاد شده را از محفظه . خارج نموده و حجم آن در شرایط استاندارد اندازه گیری می شود

نیز در هر مرحله اندازه گیری ( Vl)عالوه بر این، حجم نفت باقیمانده ده به این ترتیب، مرحله به مرحله ترکیب نفت باقیمان. می شود

.دستخوش تغییر گردیده و درصد اجزا سبک آن کمتر می گردد افته و در ادامه یاتمسفریکفوق تا رسیدن فشار به فشار العملدستور

ده و به اندازه گیری شاتمسفریکپایان حجم نفت باقیمانده در فشار .درجه فارنهایت تبدیل می شود60حجم در دمای


تفاضلی( تبخیر)آزمایش تفکیک ه بضریب حجمی تفاضلی، که

یز آن ضریب حجم نسبی نفت ندر همه مراحل . شودگفته می

م مختلف کاهش فشار با تقسیبر ( VL)شده حجم نفت ثبت

( Vsc)باقیمانده حجم نفت :می شودمحاسبه

Bod=𝑉𝑙

𝑉𝑠𝑐

نیز نسبت گاز به نفت تفاضلیاز در هر مرحله با تقسیم حجم گه محلول به حجم نفت باقیماند

93بهار .محاسبه می شود درس مهندسی حفاری یک 125

تفاضلی( تبخیر)آزمایش تفکیک مقادیر ضریب انحراف

6که در ستون ( zضریب )گازآورده شده نشان دهنده ضریب انحراف گاز تفکیک شده در هر

فشار خاص می باشد و با استفاده از حجم گاز تفکیک

شده توسط رابطه زیر محاسبه:می شود

ستونC در جدول نشان دهندهمی ( Btd)ای حجم نسبی کل

باشد که بوسیله معادله زیر :تعریف می شود

Btd=Bod+(Rsdb-Rsd)Bg

Btg=حجم نسبی کلBg=ضریب حجمی گاز


تفاضلی( تبخیر)آزمایش تفکیک شامل ضریب در جدول 7ستون

له حجمی گاز می باشد که بوسی:زیر تعریف می شود

Bg=𝑃𝑠𝑐

𝑇𝑠𝑐*𝑍𝑇

𝑃

Bg=ضریب حجمی گاز𝐹𝑇3

𝑆𝐶𝐹

T=دما.R

P=فشار محفظه.psia

T=دمای استاندارد.R

P=فشار استاندارد.psia

Z=𝑃𝑉

𝑇∗𝑇𝑠𝑐

𝑃∗𝑉

V= حجم گاز تفکیک شده درو Pفشار در PVTمحفظه

Tدمای

Vsc=ر حجم گاز تفکیک شده دشرایط استاندارد


1386-ترجمه رحیم سیالوی.ترجمه کتاب طارق احمد.11.



[email protected].حامد.عالمی پور.900236678


مقدمهآزمایشات تفکیک کننده.2تصیح داده های تفاضلی به شرایط تفکیک کننده.3

مقدمهمشخص نمودن نحوه ، هدف از آنجام آزمایشات تفکیک کننده

ام تغییرات رفتار حجمی تغییرات رفتار حجمی سیال مخزن در هنگ.عبور از یک یا چند دستگاه تفکیک کننده می باشد

ستگاهودتجهیزات وفشارنتایج این آزمایش به شدت تابع شرایط دما.های تفکیک کننده می باشد

زم شناخت اطالعات ال، عمده ترین هدف انجام آزمایش تفکیک کنندهدر سطح به منظور حصول بهینه ترین شرایط تفکیکآزمایشگهیالزم

یدی در زمین می باشد بطوری که در این شرایط بتوان میزان نفت تول.تانک ذخیره به حداکثر رساند

سب با چنانچه نتایج آزمایش تفکیک کننده بطور منا، عالوه بر اینی برای می توان مقادیر متوسط، نتایج تفکیک تفاضلی ادغام شوند

، Bo ،Rs)مورد نیاز در محاسبات مهندسی نفتPVTپارامترهای Bt)بدست آورد.


آزمایشات تفکیک کننده

در این آزمایش ابتدا نمونه نفت درون یک محفظهPVTشرایط ودر.فشار اشباع و دمای مخزن قرار داده می شود

حجم این نمونه نفت به عنوانV این سپس.شوددر نظر گرفته مییند نمونه نفت در یک سیستم چند مرحله ای آزمایشگاهی تحت فرآ

.تفکیک قرار می گیردنه نمو، روش کار به این صورت است که در یک شرایط آزمایشگاهی

ر هر نفت یک تا سه مرحله تفکیک را می گذراند بطوری که فشار د.مرحله نسبت به مرحله قبل کمتر خواهد بود


آزمایشات تفکیک کنندههر گازی که در اثر کاهش فشار از نفت تفکیک می شود و در پایان

مرحله از درون دستگاه جداگشته و حجم و وزن مخصوص آن در .شرایط استاندارد اندازه گیری می شود

ریط که ایفاکننده ش)حجم نفت باقی مانده در آخرین مرحله تفکیکدر نظر گرفته vاندازه گیری شده و به عنوان ( تانک ذخیره می باشد

.می شودبا استفاده از این داده های اندازه گیری شده می توان ضریب حجمی

نفت و حاللیت گاز را چنین محاسبه نمود



Bofb= ضریب حجمی نفت درفشار حباب

Rsfb= نسبت گاز محلول به(حاللیت گاز در نفت)نفت

V= حجم کل گازی که ازجدا دستگاه های تفکیک کننده

شده است

Bofb=𝑉𝑠𝑎𝑡

𝑉𝑜 𝑠𝑡

Rsfb=𝑉𝑔 𝑠𝑐

𝑉𝑜 𝑠𝑡


آزمایشات تفکیک کننده باغال.شودمعموال در کیه مراحل تفکیک دما ثابت نگاه داشته می

عیین توصیه می شود که عملیات تفکیک در چهار مرحله و به منظور ت.بهینه ترین فشار تفکیک کننده انجام می شود

مترین بهینه ترین فشار تفکیک کننده فشاری خواهد بود که در آن کنفت تانک ذخیره APIبیشترین شاخص ، ضریب حجمی نفت

.حجم گاز در تانک ذخیره موجود باشدوکمتریننمونه ای از یک آزمایشگاه تفکیک کننده دو مرحله که توسط

MOSES ارائه شده است بر 3-5انجام شده در جدول1986در سالکمتریتنفت دارای ، 100psiaاساس داده های این جدول در فشار

برای این ، بنابراین.باشدمی APIضریب حجمی و بیشترین شاخص یاشدمی 100psiaبهینه ترین فشار تفکیک کننده ، نمونه نفت


توضیح نمودار بیان کننده این مطلب است که مقادیر داده های 3-5جدول

PVT6ل نفت خام وابسته به روش تفکیک در سطح می باشد در جدو- BIG، نتایج یکی از آزمایشات تفکیک کننده بر روی نفت خام 3

BUTTE ی دهد آزمایش تفکیک تفاضلی نشان منتایج.استارائه شدهاست، 933scf/stbکه نسبت گاز محلول به نفت در فشار حباب برابر

در حالیکه در آزمایش تفکیک کننده این مقدار برابر 646scf/stbگزارش شده است.ند ها که این تفاوت قابل مالحظه بیانگر این واقعیت است که این فرآی

م طی آنها نفت باقیمانده و نفت تانک ذخیره حاصل شده است با ه.متفاوت می باشد


تصحیح داده های تفکیک کننده

داشتن ضریب حجمی نفت، برای انجام محاسبات موازنه مواد(Bo ) میک. استالزامیبصورت تابعی از فشار مخزن ( Rs)حاللیت گاز در نفت

روش ایده آل برای بدست آوردن این داده ها به این صورت است که حجم زیادی از نفت خام را در شرایط فشار حباب و دمای مخزن در

کیک قرار داده و با کاهش فشار و انجام تفکیک آنی در تفPVTمحفظه حجم نفتحجم نفت تانک ذخیره، ، کننده سطحی و تانک ذخیره

از و حجم گاز تفکیک شده را اندازه گیری نموده و پسدخیرهتانک فرآیند بطور متوالی در فشار این.نموداقدام Bo ،Rsآن به محاسبه

بر حسب فشار Bo ،Rsهای کمتر تکرار می شود تا بتوان منحنی های .را بدست آورد


Amyx

Amyx و 1960وهمکارانش در سالDake 1978در سالگاز دستورالعملی برای رسم نمودار های ضریب حجمی نفت و حاللیت

کیک بر حسب فشار بر حسب فشار با استفاده از داده های آزمایش تفین مراحل مختلف ا.تفاضلی و آزمایش تفکیک کننده ارائه نمودند

:دستور العمل به شرح زیر است1-ریب ضرایب کاهش حجم نفت در فشار های مختلف را با تقسیم ض

بر ضریب حجمی نسبی در فشار حباب( Bod)حجمی نسبی در فشار (Bodb )بدست آورید:

Sod=𝐵𝑜𝑑

𝐵𝑜𝑑𝑏


Amyx

مقدار ضریب کاهش نفت درار فشار حباب برابر یک و در فشهای پایین تر از فشار حباب

.کمتر از یک خواهد بود ضرایب حجمی -2مرحله

را با ضریب حجمی ( Sod)نسبینفت در فشار حباب مربوز به ر آزمایش تفکیک را برای فشا

ح های مختلف بصورت زیر تصی:کنید

Bb=(Bofb)(Sod)

Bod= ضریب حجمی نسبیpتفاضلی در فشار

Bodb= ضریب حجمی سازندتفضلی در فشار حباب

Sod= ضریب کاهش حجم نفتتفاضلی




[email protected]، رضا غالمی، 910125253



تصحیح داده های آزمایش تفکیک تفاضلی. 2

اطالعات آزمایش تفکیک تفاضلیر با استفاده از آزمایش تفکیک تفاضلی می توان به اطالعات زی

:دسترسی پیدا کرد1-مقدار گاز محلول در نفت بر حسب فشار2-میزان کاهش حجم نفت بصورت تابعی از فشار3-ب برخی از خصوصیات مهم گاز مانند ترکیب گاز آزاد شده، ضری

تراکم پذیری و وزن مخصوص گاز4-دانسیته نفت باقی مانده بصورت تابعی از فشار


آزمایش تفکیک تفاضلیال مخزن و آزمایش تفکیک تفاضلی بعنوان بهترین روش تفکیک سی

اشباع شبیه سازی رفتار جریانی سیستم های هیدروکربنی در شرایطدر این آزمایش، مشاهده می شود . شناخته شده است19بحرانی گاز

انی که به محض اینکه درصد اشباع گاز آزاد شده به مقدار اشباع بحرلول برسد، این گاز شروع به جریان یافتن و ترک نفتی که در آن مح

این مسئله نشان دهنده این واقعیت است که. بوده است می کند. تحرک پذیری گاز بیشتر از نفت می باشد


آزمایش تفکیک تفاضلی

انجام این آزمایش با قرار دادن نمونه نفت مخزن در یک محفظهPVTهمانگونه که. و در شرایط فشار حباب و دمای مخزن شروع می گردد

نشان داده شده است، مرحله به مرحله فشارسیستم 3-4در شکل کاهش داده شده و در هر مرحله، گاز آزاد شده را از محفظه خارج

عالوه بر. نموده و حجم آن در شرایط استاندارد اندازه گیری میشودنیز در هر مرحله اندازه گیری می ( 𝑉𝑙) این، حجم نفت باقی مانده

.شودش تغییر به این ترتیب، مرحله به مرحله ترکیب نفت بایمانده دستخو

.گردیده و درصد اجزاء سبک آن کمتر می گردد


آزمایش تفکیک تفاضلیته و در دستوالعمل فوق تا رسیدن فشار به فشار اتمسفر یک ادامه یاف

ده و به پایان حجم نفت باقیمانده در فشار اتمسفر یک اندازه گیری ش60حجم در دمای ℉ (𝑉𝑠𝑐 )تبدیل می شود.

ضریب حجمی تفاضلی(𝐵𝑜𝑑)که به آن ضریب حجم نسبی نفت 20

جم نیز گفته میشود، در همه مراحل مختلف کاهش فشار با تقسیم ح:محاسبه می شود( 𝑉𝑠𝑐) بر حجم نفت باقی مانده( 𝑉𝑙) نفت ثبت شده

(8-3 )𝐵𝑜𝑑 =𝑉𝑙

𝑉𝑠𝑐


در ادامه اسالید قبل نیز در هر مرحله با تقسیم حجم گاز 21نسبت گاز به نفت تفاضلی

.محلول به حجم نفت باقیمانده محاسبه میشود نتایج آزمایش تفکیک تفاضلی نفت خام میدان3-4در جدول ،

Big Butteاین آزمایش نشان می دهد که نسبت . ارائه شده استیب برابر گاز به نفت تفاضلی و حجم نسبی نفت در فشار حباب به ترت

933 scf/STB 1.730و bbl/STBمی باشند .


در ادامه اسالید قبل

اگر این دو خاصیت به ترتیب با نمادهای𝑅𝑠𝑑𝑏 و𝐵𝑜𝑑𝑏 نشان داده:شوند

𝐵𝑜𝑑𝑏 = 1.730 𝑏𝑏𝑙/𝑆𝑇𝐵

𝑅𝑠𝑑𝑏 = 933 𝑠𝑐𝑓/𝑆𝑇𝐵


آزمایش تفکیک تفاضلی


داده های آزمایش تفکیک آنی

شاخصAPI نفتدر دمای

34.6° 𝐴𝑃𝐼= 60℉

دانسیته نفت دردمای

0.8511= 60℉

3-4جدول توصیح جدول93بهار درس خواص سیاالت مخزن 159


ستونC نشان دهنده حجم نسبی کل 3-4در جدول (𝐵𝑡𝑑 ) می:باشد که بوسیله معادله زیر تعریف میشود

(9-3 )𝐵𝑡𝑑 = 𝐵𝑜𝑑 + ( 𝑅𝑠𝑑𝑏 − 𝑅𝑠)𝐵𝑔

𝐵𝑡𝑑 = ،حجم نسبی کلbbl/STB

𝐵𝑔 =،ضریب حجمی گازbbl/scf



مقادیر ضریب انحراف گاز ( ضریبZ ) 3-4جدول 6که در ستونآورده شده است نشاندهنده ضریب انحراف گاز تفکیک شده در هر

ط فشار خاص می باشد و با استفاده از حجم گاز تفکیک شده توس:رابطه زیر محاسبه می شود

(10-3 )𝑇𝑠𝑐

𝑃𝑠𝑐𝑉𝑠𝑐Z=

𝑃𝑉

𝑇

V = حجم گاز تفکیک شده در محفظهPVTدر فشارP ودر دمایT

𝑉𝑠𝑐 =حجم گاز تفکیک شده در شرایط استاندارد


در ادامه اسالید قبل شامل ضریب حجمی گاز می باشد که بوسیله 3-4جدول 7ستون

:معادله زیر تعریف می شود

(11-3 )𝑍𝑇

𝑃=

𝑃𝑠𝑐

𝑇𝑠𝑐𝐵𝑔

𝐵𝑔 = ،ضریب حجمی گازscf/𝑓𝑡3

T = ،دما°𝑅P =،فشار محفظهpsia

T= ،دمای استاندارد°𝑅P =،فشار استانداردpsia



Moses خاطرنشان نمود که رسم داده های 1986درساللی بر آزمایشگاهی حجم نسبی تفاضلی و نسبت گاز به نفت تفاض

می تواند بعنوان یک ایده اولیه برای( 3-6و3-5شکلهای )حسب فشار مورد نیاز در محاسبات مهندسی نفت مورد استفاده𝐵𝑜و𝑅𝑠محاسبه .قرار گیرد

نوعی بیان ذکر این نکته ضروری است که، آزمایش تفکیک تفاضلی بهراین بناب. کننده رفتار نفت در مخزن به هنگام کاهش فشار می باشد

رده و به بایستی راهی اتخاذ شود تا بتوان این نفت را به سطح زمین آو.درون دستگاه های تفکیک کننده و تانک ذخیره هدایت نمود


بر ( 𝑩𝒐𝒅)تصحیح داده های حجم نسبی حسب فشار

دستورالعمل تصحیح مقادیر آزمایشگاهی𝐵𝑜𝑑 برای فشار حباب جدید (𝑃𝑏

𝑛𝑒𝑤 )به شرح زیر است:مقادیر آزمایشگاهی -1مرحله𝐵𝑜𝑑را بر حسب فشار رسم کنید.بهترین خط راست را برای داده هایی از فشار که در محدوده-2مرحله

.قرار دارند رسم کنید( 𝑃𝑏درصد 90تا 30در حدود ) متوسط بهترین خط راست مذکور را تا فشار حباب جدید متداد -3مرحله

(.نشان داده شده است3-9همانگونه که در شکل )دهید



اختالف عمودی بین بهترین خط راست و مقدار -4مرحله𝐵𝑜𝑑 در. را محاسبه نمایید( 3-9در شکل 𝐵1∆مقدار )فشار حباب قدیم

سپس فشار حباب جدید را بر روی خط راست مشخص نموده و به . به صورت عمودی از خط راست فاصله بگیرید𝐵1∆میزان

برای هر فشار کمتر از فشار حباب قدیم مقدا -5مرحله𝐵2A در

−𝑃∆𝑃 = 𝑃𝑏𝑜𝑙𝑑 را محاسبه نموده و به اندازه این∆𝐵2در نقطه

(𝑃𝑏𝑛𝑒𝑤 − ∆𝑃 )از خط راست بصورت عمودی فاصله بگیرید.

مراحل فوق را برای فشارهای مختلف تکرار نموده و منحنی-6مرحلهرا بگو نه ای رسم نمایید که خط راست را در همان 𝐵𝑜𝑑نقاط جدید

.قدیم قطع کرده است𝐵𝑜𝑑نقطه ای قطع کند که منحنی


تصحیح داده های نسبت گاز به نفتمحلول

نحوه تصحیح داده های نسبت گاز به نفت محلول برای آزمایشمشابه روش تصحیح داده های حجم نسبی ( 𝑅𝑠𝑑)تفکیک تفاضلی

.می باشد( روش فوق الذکر)


تصحیح داده های ویسکوزیتهب جدید برای تعیین ویسکوزیته نفت در فشار های کمتر از فشار حبا

:دستوالعمل زیر را مورد استفاده قرار دهید

مقدار معکوس ویسکوزیته 10مطابق شکل -1مرحله ، (1/𝜇° ) که بهمی گویند را بر حسب فشار رسم نمایید25آن سیالیت

این بهترین خط راست را از نقاط رسم شده بکشید و سپس-2مرحله.خط را تا فشار حباب جدید امتداد دهید

را از ویسکوزیته در فشارهای بین فشار حباب قدیم و جدید-3مرحله.این خط راست به دست آورید


تعیین ویسکوزیته نفت در فشار باب جدید برای تععین ویسکوزیته نفت در فشار های بیشتر از فشار ح

:از دستوالعمل زیر استفاده کنیدباب مقادیر ویسکوزیته نفت در فشارهای بیشتر از فشار ح-1مرحله

قاط قدیم را بر حسب فشار رسم کرده و بهترین خط راست را از این ندر اسالید بعدی قرار دارد(. 3-11در شکل Aخط )عبور دهید

د منحنی ویسکوزیته بر حسب فشار تا فشار حباب جدی-2مرحلهی امتداد داده و سپس از نقطه واقع بر این منحنی در فشار جدید خط

(.3-11در شکل Bخط .)رسم نمائید Aبه موازات خطدید مقادیر ویسکوزیته در فشارهای بیشتر از فشار حباب ج-3مرحله

. قرائت نمائیدBرا از خط


(3-11)شکل


.1Main Source Fa

127تا 124صفحه صفحه ی

و

139تا 138صفحه ی



[email protected]–علیرضا سنگین –900526678


محاسبات فشار شبنم

محاسبات فشار حباب. 2


کاربرد نسبت تعادل در مهندسی مخازن

ادلتعمسائلحلدرتعادلنسبتمفهومکهدهندمینشانمتعددآزمایشاتوتحقیقاتعملیکاربردهایازبرخی.داردزیادیاهمیتفرآیندمهندسیومخازنمهندسیدرفازها

:شدخواهندتشریحبخشایندرتعادلنسبت


فشار شبنممحاسبات -1

ردگازاززیادیمقداربامایعیکازکمخیلیمقدارآندرکهاستفشاری(pd)شبنمفشار.استتعادلحال

1هیدروکربنیمخلوطمجموعاگر lbmoleباشد(n=1)،برقرارزیرشرایطشبنمفشاردر:بودخواهد

nv = 1

nL = 0


فشار شبنممحاسبات


برابر ( zi) با ترکیب کلی مخلوط هیدروکربنی ( yi) ترکیب فاز بخار شرایط، تحت این : می توان نوشت 15-14با اعمال این مفهوم در معادله . خواهد بود

(32-15 )

ل میتوان معادله فوق را بمنظور تخمین فشار شبنم حخطاییبا انجام یک روش حدس و :به شرح زیر است 15-32دستورالعمل تخمین فشار شبنم با استفاده از معادله . نمود



دقتازاولیهحدساینکهبرای.بزنیدحدس(pd)شبنمفشاربرایمقداریک-1مرحله15-32معادلهدررا(15-17معادله)Wilsonمعادلهمیتوانباشد،برخورداربیشتری:نمودترکیب

:بردبکارpdاولیهحدسبرایرازیرمعادلهمیتوانفوق،معادلهحلبا

(33-15)



میارقراستفادهمورددقیقاولیهحدسیکآوردنبدستبرایکهدیگریهایروشازیکیمحلولیکبعنوانهیدروکربنیمحلولاگر.باشدمیآلایدهمحلولمفهومازاستفادهگیردفادهاستباتوانمیرامخلوطایناجزایازهریکتعادلنسبتشود،گرفتهنظردرآلایده

:نمودتعریف15-4معادلهاز

:نوشتمیتوان15-29معادلهدرمعادلهاینترکیببا



:دادقراراستفادهموردPdاولیهحدسبرایرازیرمعادلهمیتوانفوقمعادلهحلبابنابراین،

اجزاءازیکهربرای(Ki)تعادلنسبتمقادیرحدسی،شبنمفشارازاستفادهبا-2مرحله.کنیدمحاسبهراسیستمدمایدرهیدروکربنیمخلوط

.کنیدمحاسبههیدروکربنیمخلوطبرایمخلوطبرایراzi/Kiمقادیرمجموع-3مرحله



ازبیشترمقداریراpdبعدیحدسباشد،یکازکمترzi/Kiمقادیرمجموعاگر-4مرحلهحدسزاکمتررابعدیحدسباشد،یکازبیشترمجموعایناگروکنیدانتخاباولیهحدس

pdدقیقمقدار.کنیدتکراردوبارهرا3و2مراحلبعدی،حدسانتخاببا.بگیریدنظردراولیه

15-32معادلهیعنی)باشدمییکبرابرzi/Kiمقادیرمجموعآندرکهباشدمیمقداری.(شودحاکم



15-4مثال•

:باشدمیزیرترکیبدارایF2500دمایدرگازیمخزنیک

ZiComponent

0.80

0.05

0.04

0.03

0.02

0.03

0.02

0.005

0.005

C1

C2

C3

i – C4

n –C4

i– C5

n – C5

C6

C7+

فشارباشد،0.8و140ترتیببه+C7برشنسبیچگالیومولکولیجرماگر.کنیدمحاسبهراگازیمخلوطاینشبنم



راه حل

محاسبه ( 15-27معادله ) Rzasaفشار همگرایی مخلوط هیدروکربنی را با استفاده از رابطه -1مرحله :کنید

Pk = 5000 psia

:تعیین کنید15-33را با استفاده از معادله pdحدس اولیه -2مرحله

Pd = 207 psia

مقادیر نسبت تعادل برای ، Aبا استفاده از نمودارهای پیوست -3مرحله

. برای هریک از این اجزاء را محاسبه کنیدzi/Kiرا تعیین نموده و مقادیر psia 207اجزاء مختلف در فشار pdعی این مراحل را مطابق با دستورالعملی که در صفحات پیشین ذکر گردید ادامه دهید تا به مقدار واق

. انداین مراحل به طور خالصه ذکر شده زیر، در جدول . دست پیدا کنید

. باشدمی 222psiaدر حدود 2500Fمقدار واقعی فشار شبنم این مخلوط گازی در دمای



Ki atKi atKi at

zi/Ki222.3 psiazi/Ki300 psiazi/Ki207 psiaziComp

0.0433180.06130.0411190.78C1

0.00865.790.01144.40.008360.05C2

0.01402.850.01822.20.013330.04C3

0.01711.750.02221.350.01671.80.03i – C4

0.01431.40.01751.140.01381.450.02n – C4

0.03800.790.04690.640.03750.80.03i – C5

0.0290.690.03640.550.02780.720.02n – C5

0.01490.3350.01820.2750.01430.350.005C6

0.82300.0243*0.98770.02025*0.78430.255*0.02C7+

1.00221.21850.9571

15-29با استفاده از معادله *



محاسبات فشار حباب -2

اگر مجموع مول های . مخلوط هیدروکربنی بصورت مایع می باشد، (pb)در فشار حباب :باشد، در فشار حباب شرایط زیر حاکم خواهد بود Ibmol 1مخلوط

nv = 0

nl = 1

یب کلی مخلوط بنابراین میتوان نتیجه گرفت که در شرایط فشار حباب، ترکیب فاز مایع با ترک: میتوان نوشت 15-15با دخالت دادن این شرایط در معادله . برابر است

(34-15 )


میتوان با مشابه دستورالعمل که برای تخمین فشار شبنم ذکر گردید، تخمین فشار حباب را:حاصل می شود آغاز نمود 15-34با معادله Wilsonحدس اولیه ای که از ترکیب معادله

:نظر گرفت درpbبنابراین با حل معادله فوق میتوان معادله زیر را بعنوان حدس اولیه

(35-15 )

فشار حباب محاسبات


با . درا میتوان با استفاده از مفهوم محلول ایده آل نیز تعیین نموpbعالوه بر این، حدس اولیه :را بصورت زیر نوشت 15-34میتوان معادله 15-4از معادله Kiتعریف

:از معادله زیر نیز استفاده نمود pbبنابراین، با حل معادله فوق میتوان برای حدس اولیه

(36-15 )



رامحاسباتادامهمخلوط،اجزاءتعادلهاینسبتمحاسبهوpbاولیهحدستعیینازپس:دادانجام(15-34معادله)ziKiمجموعمقداراساسبرمیتوان

اولیهحدسباشد،اگرpbارمقدازکمتربایدبعدیحدسواستواقعیمقدارازبیشتر.باشداولیهحدس

اولیهحدسباشد،اگرpbحدسازبیشتربایدبعدیحدسواستواقعیمقدارازکمتر.شودگرفتهنظردراولیه


مهندسی مخازن هیدروکربوری1.مترجم رحیم سیالوی

15فصل تعادل فازی مایع و بخار

990تا 985صفحه ی



[email protected].حمید.یگانه.900230454


ویسکوزیته گازروش محاسبه ویسکوزیته گاز.2دستورالعمل محاسبه ویسکوزیته گاز.3ویسکوزیته نفت خام.4دسته بندی میسکوزیته نفت خام.5محاسبه ویسکوزیته نفت خام.6

ویسکوزیته گازیا مقاومت 31ویسکوزیته یک سیال به صورت اصطکاکی درونی سیال

.در برابر جریان یافتن تعریف می شود32سیال اعمال یک (دویسکوزیته کم باش)اگر اصطکاک بین الیه سیال کم باشد

.زیاد خواهد شد34منجر به یک گرادیان سرعت 33نیروی برشیروی با افزایش ویسکوزیته هر الیه سیال بر الیه مجاور خود یک نی

.رددکششی بزرگتر اعمال نموده و موجب کاهش گرادیان سرعت می گاعمال به طور کلی ویسکوزیته سیال به عنوان نسبت نیروی برشی

.شده بر واحد سطح به گرادیان سرعت تعریف می شود


ویسکوزیته گاز ویسکوزیته سیال به عنوان

ده نسبت نیروی برشی اعمال شف بر واحد سطح به گرادیان تعری

ر ویسکوزیته معموال ب. می شود، یا 36،سانتی پویز35حسب پویزیک.بیان می شود37میکرو پویز

-dynesپویز معادل sec\𝑐𝑚21 می باشد و بر

حسب واحدهای دیگر چنین .شودبیان می


ویسکوزیته گاز

که𝜇gویسکوزیته فاز گاز مییان این رابطه به سادگی ب. باشد

ال می کند که ویسکوزیته سییال تابعی از فشار،دما و ترکیب س

.می باشد

ان معموال به دلیل اینکه می تووابط ویسکوزیته را با استفاده از ره می تجربی با دقت کافی محاسب

شود،از روشهای آزمایشگاهی ه اندازه گیری آن کمتر استفاد

مانندهمه خواص .می شود،ویسکوزیته یک گاز 38کیفی

عریف طبیعی به صورت تابع زیر تمی شود


روشهای محاسبه ویسکوزیته گازهایطبیعی

روشCarr-Kobayashi-Burrows

روشLee-Gonzalez-Eakin

روشCarr-Kobayashi-Burrows

یک روش نموداری برای تخمین ویسکوزیته گاز 1954در سالطبیعی به عنوان تابعی از دما،فشار و وزن مخصوص ارائه نمودند


دستورالعمل محاسبه ویسکوزیته اهری فشار شبه بحرانی،دمای شبه بحرانی و وزن مولکولی ظ-1مرحله

در .دگازی را با استفاده از وزن مخصوص و یا ترکیب گاز محاسبه کنیموجود در (N2-CO2-H2S)صورتی که مقدار اجزا غیر هیدرو کربنی

درصد مولی باشد،برای محاسبه خواص شبه 5گاز طبیعی بیش از .بحرانی از روشهای تصحیح شده استفاده کنید

لخواه ویسکوزیته گاز طبیعی در فشار یک اتمسفر و دمای د-2مرحلهμ1این ویسکوزیته که با .به دست آورید2-5را با استفاده از شکل

االی نشان داده می شود،باید با استفاده از شکلهای کوچک در گوشه ب.برای اجزاء غیر هیدروکربنی تصحیح شود2-5سمت راست شکا


اثر اجزاء غیر هیدروکربنی بر ویسکوزیته گاز طبیعی


:ویسکوزیته گاز طبیعی را می توان به صورت ریاضی چنین بیان نمود

از دستورالعمل محاسبه ویسکوزیته گ فشار و دمای شبه -3مرحله

.نقصانی گاز را محاسبه کنیدبا در اختیار داشتن -4مرحله

بت فشار و دمای شبه نقصانی نسکل ویسکوزیته را با استفاده از ش

:آوریدبه دست 6-2ویسکوزیته گاز در -5مرحله

را با ( μ𝑔)فشار و دمای دلخواه ضریب کردن ویسکوزیته در 2محاسبه شده در مرحله

.کنیدنسبت ویسکوزیته محاسبه


Lee-Gonzalez-Eakinروش

Standing 1977در سالروش فوق را به صورت روابط

.ریاضی ارائه نمودا همچنین وی توانست روابطی ر

H2s,Co2,N2برای توصیف اثر . ارائه نمایدμ1بر مقدار

Dempsey 1965در سالبرای نسبت ویسکوزیته یک

ئه رابطه ریاضی به صورت زیر ارانمود

ا یک رابطه تقریب1966در سالزیته تجربی برای محاسبه ویسکو

.گاز طبیعی ارائه نمودندز بر در این رایطه ویسکوزیته گا

حسب دمای مخزن دانسیته گازو وزن مولکولی بیان شده است


Dempsey



و حداکثر % 2.7این رابطه مقادیر ویسکوزیته را با انحراف معیارهمچنین این معادله برای گازهای با . تخمین می زند% 8.99انحراف

ن عالوه بر ای.وزن مخصوص خیلی باال از دقت کمتری برخوردار است.معادله برای گازهای ترش قابل استفاده نمی باشد


ویسکوزیته نفت خام

ریان نفت ویسکوزیته نفت خام یک خاصیت فیزیکی مهم است که بر جبه طور کلی.در محیط های متخلخل و لوله ها تأثیرگذار می باشد

ن تعریف ویسکوزیته به عنوان مقاومت درونی سیال در برابر جریان یافت.می شود

ول و ویسکوزیته نفت به شدت تابع دما، فشار،وزن مخصوص گاز محلر معموال ویسکوزیته نفت در صورت امکان د.حاللیت گاز می باشد

آزمایشگاه و در شرایط دما وفشار مخزن تعیین می شود، ولی در ای صورت عدم دسترسی به داده های آزمایشگاهی از روابط تجربی بر

محاسبه آن استفاده می شو


دسته بندی ویسکوزیته نفت خامیم می بر مبنای مقدار فشار، ویسکوزیته نفت خام به سه دسته تقس

:شودویسکوزیته نفت مرده:رایط ویسکوزیته نفت مرده عبارتست از ویسکوزیته نفت خام در ش

(ولویسکوزیته نفت بدون گاز محل)فشار اتمسفریک و دمای مخزنویسکوزیته نفت اشباع شده:ام در ویسکوزیته نفت اشباع شده عبارتست از ویسکوزیته نفت خ

.شرایط دمای مخزن و فشار حبابویسکوزیته نفت زیر اشباعام در شرایط ویسکوزیته نفت زیر اشباع عبارتست از ویسکوزیته نفت خ

93بهار .دمای مخزن و فشار بیشتر از فشار اشباع درس خواص سیاالت مخزن 210

تخمین ویسکوزیته نفتباب را تخمین ویسکوزیته نفت در فشارهای مساوی یا کمتر از فشار ح

:می توان در دو مرحله انجام داد ویسکوزیته نفت عاری از گاز محلول یا نفت مرده -1مرحله(μ𝑜𝑑) را

.در دمای مخزن محاسبه کنید در ویسکوزیته نفت مرده را به منظور اثر دادن حاللیت گاز-2مرحله

.فشار دلخواه تصحیح کنیدان در فشار های بیشتر از فشار حباب باید یک مرحله دیگر که هم

ر متراکم تا بتوان اث.محاسبه ویسکوزیته در فشار حباب است انجام شود.شدن نفت و میزان اشباع شدن نفت را در محاسبات به کار برد


شباع روشهای محاسبه ویسکوزیته نفت اشده

تند ازمعروفترین روشهای محاسبه ویسکوزیته نفت اشباع شده عبار:

روشChew-Connally

روشBeggs-Robinson


Chew-Connallyروش

روشChew-Connally دربا استفاده از آنالیز1959سال

نمونه نفت خام، 457ویسکوزیتهه یک روش نموداری برای محاسب

ار نفت خام در فشویسکوزیتهنمودارها این.نمودندحباب ارائه

به Standingبعد ها توسط ل صورت روابط ریاضی زیر تبدی

:شد


Chew-Connallyروش


Beggs-Robinson

ه داده آزمایشگاهی ویسکوزیته رابط2973با استفاده از 1975در ساله ریاضی زیر را برای محاسبه ویسکوزیته نفت در فشار حباب ارائ

:نمودند


اشباعروش محاسبه ویسکوزیته نفت زیر را در زیتهویسکونفت زیر اشباع باید ابتدا ویسکوزیتهبرای محاسبه

ز فشار فشار حباب محاسبه نموده و سپس آن را برای فشارهای بیشتر ایر نفت زویسکوزیتهمهمترین روش محاسبه . حباب تصحیح نمود

.ارائه شده استBeggsو Vasquezتوسط اشیاع1- روشVasquez-Beggs:Beggs با استفاده از 1980در سال

رابطه زیر را برای تخمین ویسکوزیتهداده آزمایشگاهی 3593نفت خام زیر اشباع ارائه نمودندویسکوزیته


Vasquez-Beggsروش




900630636

علی اکبر

بشیری پور

[email protected]


مقدمهانواع روابط تجربی . 2

مقدمهربنها و نفت خام مخلوطی طبیعی و پیچیده، بیشترشامل انواع هیدروک

. م، استنیزمقداری اجزای فرعی مانند سولفور، نیتروژن، اکسیژن وهلیوخواص فیزیکی وشیمیایی نفت خام به غلظت انواع مختلف

.هیدروکربنها واجزای فرعی بسیار وابسته استه در حل توصیف دقیق عملی و تئوری خواص فیزیکی نفت خام، به ویژ

.مسائل مهندسی مخازن نفتی، بسیار مهم استگاز در یکی از خواص فیزیکی اولیه الزم برای مطالعات،قابلیت انحالل

.نفت است


3

قابلیت انحالل گاز

قابلیت انحاللRs تعداد فوتمکعب استاندارد گازی است که

در یک بشکه نفت خام تانک دما و فشار معین حل ذخیره،درقابلیت انحالل گاز . می شود

طبیعی در نفت خام تابعی از نفت و گراویتی،APIفشار، دما،

ازوگبرای یک . گاز استگراویتینفت خام معین در یک دمای

ثابت، قابلیت انحالل همراه ار به فشتارسیدنفشار، باافزایش

.فشار اشباع، افزایش می یابد

با کاهش فشار مخزن از فشارpiطۀنقتا فشار ( فشار اولیه مخزن )

هیچ گازی از نفت pbحبابخارج نمی شود و در نتیجه قابلیت انحالل گاز در مقدار

ثابت باقی Rsbحداکثر خودمی ماند


4

انواع روابط تجربی

• استندینگرابطۀرا رابطه ای نموداریاستندینگ

گاز به برای تعیین قابلیت انحاللصورت تابعی از فشار، وزن

و با گراویتی APIمخصوص گاز.دمای سیستم پیشنهاد کرد

اشرابطۀ نموداری استندینگرا به شکل ریاضی راحت تری

:نیز بیان کرده است

پنج رابطۀ تجربی زیربرایائه تخمین قابلیت انحالل گاز ار

:شده اند

•رابطۀ استندینگ؛ •بگز ؛-رابطۀ واسکوئز •رابطۀ گالسو؛ •رابطۀ مارهون؛ •فرشاد-رابطۀ پتروسکی.


5

رابطۀ استندینگ

Tدما.R

p فشار ،psiسیستم

وزن مخصوص ،گاز

x = 0.0125API − 0.00091(T − 460)

تنها باید توجه داشت که معادلۀ استندینگۀ در فشار حباب و فشارهای زیر فشار نقط

.حباب نفت استفاده می شود


6

قابلیت انحالل گاز رابطۀاستندینگ

داده های آزمایشگاهیPVTم زیر برای شش سیستم مختلف نفت خاموجود اند و از یک تفکیک کننده دو مرحله ای در سطح به دست

:آمده اند


7

ین با رابطۀ استندینگ قابلیت انحالل گاز در فشار نقطۀ حباب را تخم

بزنید و آن را با مقدار آزمایشگاهی به صورت خطای میانگین مطلقAAE . مقایسه کنید

T دمای مخزن

pb فشار نقطۀ حباب psigB o ضریب حجمی نفت،؛ bbl STB p sep فشار تفکیک کننده،؛ psig T sep دمای تفکیک کننده، °F c o

ضریب تراکم پذیری ایزوترمال نفت در یک فشار معین، psi

قابلیت انحالل گاز رابطۀاستندینگ

زیر به دست برای تعیین قابلیت انحالل گاز، نتایجاستندینگازمعادله:می آیند


8

بگز-رابطۀ واسکوئز نرابطۀ تجربی بهبود یافته ای را برای تخمی( 1980)واسکوئز و بگز

Rs نقطه دادۀ قابلیت انحالل اندازه گیری 5008ازآنالیز رگرسیون.شدۀ گاز ارائه دادند


9

:مقادیر ضرایب به صورت جدول زیر هستند

بگز-رابطۀ واسکوئز مقداروزن مخصوص گازبه

ر شرایطی بستگی داردکه گازدزو آنهااز نفت جدا می شود واسکوئبگز پیشنهاد داده اند که مقداروزن مخصوص گاز جدا شده از

نفت در فشار تفکیک کنندهpsig100 در معادلۀ باال استفادهشود

γgsای گراویتی گاز در فشار مبنتفکیک کننده؛

γg گراویتی گاز در شرایطحقیقی تفکیک کننده؛

Psep فشار حقیقی تفکیک؛psiaکننده

Tsep دمای حقیقی تفکیک؛R°کننده


0

بگز-رابطۀ واسکوئز با ( 1984) ساتون و فرشاد

شان ارزیابی مستقل رابطه باال ندادند که این رابطه می تواند

قابلیت های انحالل گاز با را 12.7% میانگین خطای مطلق

.پیش بینی کند

بگزواسکوئزوگازی که گراویتیدرهمهپیشنهاد کرده اند و

ک روابط استفاده شده از تفکیدو مرحله ای به دست کنندۀ

فشار مرحله اول . آمده استpsig100انتخاب شده و فشار

مرحلۀ دوم فشار تانک ذخیره ک اگر شرایط تفکی. بوده است

ت باشد، ممکن اسنامعلومکننده گراویتیاول از معادلۀدر

.تصحیح نشده استفاده شود


1

قابلیت انحالل گاز رابطۀبگز-واسکوئز

با استفاده از داده هایPVT قابلیت 1شش سیستم نفت خام مثال.انحالل گاز را به دست آورید


2

قابلیت انحالل گاز رابطۀبگز-واسکوئز


3

رابطۀ گالسونمونه نفت خام دریای شمال رابطه ای 45با مطالعه ( 1980) گالسو

، گراویتیAPIرا برای تخمین قابلیت انحالل گاز به صورت تابعی ازمیزان خطا و انحراف . فشار، دما و وزن مخصوص گاز ارائه کرده است

.بوده است% 6.98و 1.28% استاندارد این نمونه ها به ترتیب

یک عدد ارتباط دهنده است و با عبارت زیر بیان می شود:


4

قابلیت انحالل گاز رابطۀگالسو

ۀ گالسو به مثال باال را دوباره تکرار کنید و قابلیت انحالل گاز را با رابطدست آورید


5

قابلیت انحالل گاز رابطۀگالسو


6

رابطۀ مارهون 60با بررسی ( 1988) مارهون

داده آزمایشگاهی فشار اشباع رابطه ای را برای تخمین فشاراشباع سیستم های نفت خام

.خاورمیانه ارائه داده استوزن مخصوص گازهگراویتی نفت تانک ذخیر

T دما°R


7

قابلیت انحالل گاز رابطۀمارهون

مثال را دوباره با استفاده از رابطۀ مارهون حل کنید.


8

قابلیت انحالل گاز رابطۀمارهون


9

فرشاد-رابطۀ پتروسکی از نرم افزار رگرسیون چند تایی غیر ( 1993) پتروسکی و فرشاد

.ه کردندخطی برای به دست آوردنیک رابطۀ قابلیت انحالل گاز استفاد


0

قابلیت انحالل گاز رابطۀفرشاد-پتروسکی

فرشادحل کنید-مثال را دوباره با استفاده از رابطۀ پتروسکی.


1

قابلیت انحالل گاز رابطۀفرشاد-پتروسکی


2

محاسبه در فشارودمای مشخص وداده PVTهای

ز قابلیت انحالل گاز را می توان ادر PVTداده های آزمایشگاهی

ه نیز محاسبدمایمشخصفشار و .کرد

دانسیته نفتضریب حجمی نفتوزن مخصوص نفت در تانک

وزن مخصوص گاز محلول.نشان داد که ( 1991) کین مک

باید از میانگین وزنی وزن های . مخصوص گاز استفاده کرد

تنها به دقت دادهمحاسبۀخطای . بستگی داردPVTهای موجود


3

محاسبه در فشارودمای PVTمشخص وداده های

مثال را استفاده از مقدار داده های آزمایشگاهیPVT حل کنید.


4

محاسبه در فشارودمای PVTمشخص وداده های


5

احمد،طارق، مهندسی مخازن هیدروکربوری،شرکت ملی 1.94الی85نفت ایران،مترجم صادق قاسمی،جلداول،صفحات



[email protected].حمید.یگانه.900230454.


ضریب حجمی گازضریب حجمی نفت. 2Standingروش . 3– Vasquezروش . 4 BeggsGlasoروش . 5ضریب حجمی نفت برای نفت زیر اشباع. 6

:ضریب حجمی گاز

ا می بصورت ریاضی این تعریف ر:توان چنین نشان داد

به منظور ، ضریب حجمی گازمرتب نمودن حجم گاز در

. ودشرایط استاندارد به کار می راز بنا به تعریف این خاصیت گ

:عبارتست ازکه توسط ، نسبت حجمی

مقدار معینی گاز در فشار و دمای خاص اشغال شده است به

حجمی که توسط همان مقدار گاز در شرایط استاندارد اشغال

. شده است


ضریب حجمی گاز باحل معادله

گازهای حقیقی برو vحسب

جایگذاری آن در معادله باال می توان

:نوشت


ضریب حجمی گاز

Zsc = فاکتورZ در شرایط.اشداستاندارد که برابر یک می ب

PscوTsc= و دمای فشاراستاندارد

فرض اگر𝑇𝑠𝑐و Psc=(Psia14.7)شود

= 520°𝑅 ،معادله فوقباشند:را میتوان به صورت ساده نمود


ضریب حجمی گاز معکوس ضریب

، حجمی گازاز ضریب انبساط گ

نام دارد و با 30Eg نشان داده می

:شود


:گریا به صورتی دی


2000در یک مخزن گازی با فشار متوسطpsia درجه 120و دمایF

15000چاهی با دبی 𝐹𝑇3

𝐷𝐴𝑌0.72در حال تولید گاز با وزن مخصوص

.محاسبه کنیدSCF/DAYدبی جریان این چاه را بر حسب . می باشد


ضریب حجمی نفت

Bo= ضریب حجمی bbl\STBنفت،

P.T(Vo =) حجم نفت درbblشرایط فشار و دمای مخزن،

Sc(Vo =) حجم نفت در شرایطSTBاستاندارد،

ضریب حجمی(Bo )صورت یهبعالوه گاز) نسبت حجم نفت

در شرایط فشار و( محلول در آنبه حجم نفت در ، دمای مخزن

شرایط استاندارد تعریف می همیشه مساوی یا Bo. شود

بزرگتر از یک می باشد و به ی صورت ریاضی چنین تعریف م

: شود


ضریب حجمی نفتتنمونه ای از نمودار ضریب حجمی نفت به صورت تابعی از فشار اس .

، اگر فشار به کمتر از فشار (Pb<Pi) با فرض یک مخزن زیر اشباع زایش کاهش یابد، در اثر انبساط نفت، ضریب حجمی نفت اف( Pi)اولیه

.خواهد یافتشار که ف، انبساط نفت در اثر کاهش فشار تا حدی ادامه خواهد یافت

.مخزن برابر مقدار فشار حباب نفت مخزن گرددود که بدیهی است که افزایش ضریب حجمی نفت نیز تا حدی خواهد ب

.مقدار فشار مخزن با فشار حباب نفت مخزن یکسان گردد


ضریب حجمی نفت

با توجه به اینکه در فشار حباب، به حداکثر مقدار خود(Bop ) خواهدکاهشحباب ها فشار مخزن به مقداری کمتر از فشار چنانچه . رسید

نیز کاهش خواهد Boآزاد شدن گاز محلول در نفت، مقدار ، بدلیل یابد.یافت

ار به این ترتیب چنانچه شرایط فشار و دمای مخزن به حالت فشو.نیز برابر یک خواهد شدBoبرسد، مقدار𝐹60°دمای ، اتمسفریک

اغلب رابطه های تجربی که برای تخمین مقدارBo،ارائه شده اندBo، وزن مخصوص گاز، وزن (Rs)به صورت تابعی از حاللیت گازرا

:مخصوص نفت و دما نشان می دهد، یعنی


شش روش عمده برای تخمین ضریب ی حجمی نفت با استفاد از روابط تجرب

روشStanding

روشVasquez-Beggs

روشGlaso

روشMarhoun

روشpetrosky-Fashad

روابط تجربی دیگر الزم به ذکر است که همه این روشها فقط قادر هستد که ضریب

حجمی نفت را برای فشارهای کمتر یا مساوی فشار حباب تخمین.بزنند


Standingروش

Standing داده آزمایشگاهی 105با استفاده از آنالیز 1974در سالنوع نفت خام کالیفرنیا 22که نتیجه انجام آزمایشات الزم بر روی

ت بودند توانست یک روش نموداری برای تخمین ضریب حجمی نف. ارائه نماید

زن در این روش ضریب حجمی نفت به صورت تابعی از حاللیت گاز، و.مخصوص گاز، وزن مخصوص نفت و دمای مخزن بیان گردیده است

گزارش شده است% 1.2میانگین خطای این روش در حدود.


Standingروش

Standing درروش 1981سال

نموداری خود را به صورت یک رابطه ودریاضی تبدیل نم


– Vasquezروش Beggs

Vasquez – Beggs در سالون بر اساس آنالیز رگرسی1980که در فشارهای Boداده 6000

د، مختلف اندازه گیری شده بودنیک رابطه تجربی به صورت

ارائه Tو ,Rs,Yo.Ygتابعی از .نمودند


Glasoروش

Glaso در سالرابطه زیر را 1980

برای تخمین مقدارضریب حجمی نفت

:ارائه نمود


باعضریب حجمی نفت برای نفت زیر اشب با افزایش فشار مقدار ضری، در فشارهای بیشتر از فشار حباب

.حجمی نفت به دلیل متراکم شدن نفت کاهش می یابدباب برای محاسبه ضریب حجمی نفت در فشارهای بیشتر از فشار ح

باب را می توان ابتدا ضریب حجمی نفت در فشارهای بیشتر از فشار حبه وسیله یکی از روشهایی که در بخش های گذشته ارائه شدند

محاسبه نموده و سپس این مقدار حاصل شده را به منظور محاسبه . مودضریب حجمی نفت در فشار های بیشتر از فشار حباب تصحیح ن

انجام این تصحیح را می توان با استفاده از مفهوم تراکم پذیری نفت.داد


باعضریب حجمی نفت برای نفت زیر اشمی رابطه فوق را با انتگرالگیری

:ودتوان به صورت زیر تبدیل نمی مفهوم تراکم پذیری نفت را م

توان بر حسب ضریب حجمی :مودنفت به صورت زیر تبدیل ن


باعضریب حجمی نفت برای نفت زیر اشق با حل انتگرال فو

و بکارگیری میانگین حسابیفشار رابطه زیر

:حاصل خواهدشد


باعضریب حجمی نفت برای نفت زیر اشبا جایگزینی رابطه باال در رابطه

Petrosky- Farshad میتوان رابطه دیگری را برای

:به دست آوردBoمحاسبه




[email protected]، مسعود باقری،890218874


:محاسبه ضریب تراکم پذیری گاز بصورت مستقیم

– Hallروش . YarboroughDranchuckروش . – Purvis – Robinson– Hallروش . Yarborough

صورت محاسبه ضریب تراکم پذیری گاز بمستقیم

پس از گذشت چهار دهه روش نموداریStanding – Katz هنوزمی معتبرترین روش تعیین ضریب تراکم پذیری گازهابعنوانهم که نموداری بودن این روش نیاز به روشهایبدلیلبا این حال . باشد

د روز به بتوانند این ضریب را با استفاده از معادالت ریاضی محاسبه کن. روز بیشتر احساس می شود


صورت محاسبه ضریب تراکم پذیری گاز ب(ادامه(مستقیم

در سالهای اخیر روابط تجربی زیادی برای محاسبه فاکتورZ را باوش استفاده از روشهای ریاضی ارائه گردیدند که از مهمترین آنها سه ر

: زیر می باشند روشHall – Yarborough

روشDranchuck – Purvis – Robinson

روشHall – Yarborough


– Hallروش Yarborough

Hall – Yarborough یک معادله حالت ارائه نمودند 1973در سال. می باشد Katzو Standingکه بطور نسبی بیان کننده نمودار

:این معادله ریاضی بصورت زیر ارائه شده است z=

= نقصانیفشار شبهPPR

T = نقصانیمعکوس دمای شبه (TPC /T )Y =که از معادله زیر حاصل می شود نقصانیدانسیتۀ:

F( Y) = X1+


– Hall(روش Yarboroughادامه)

مقادیرX1 تاX4 از روابط زیر قابل محاسبه هستند:X1= -0.06125(

X2= (

X3= (

X4= (

وش معادله یک معادله غیر خطی است که می توان آنرا با استفاده از ر.حل نمود( y)برای دانسیته نقصانی Newton-Raphsonتکرار


برای حل دستورالعمل محاسباتیNewton-Raphsonمعادله

نامعلومیک حدس اولیه از متغیر 1مرحله (YK ) در نظر بگیرد کهKیک حدس اولیه مناسب از . مرحله تکرار می باشدبعنوانY را می

:توان با استفاده از رابطه زیر بدست آورد YK= 0.0125(

این حدس اولیه را در معادله قرار دهید و به بررسی مقدار 2مرحلهاب مورد اگر مقدار این تابع صفر شود جو. بپرادزیداین تابع غیر خطی

در غیر اینصورت به مرحله بعد . نظر همان حدس اولیه خواهد بود. بروید


برای حل دستورالعمل محاسباتی(ادامه)Newton-Raphsonمعادله

حدس جدید -3مرحلهY یعنیYK+1 را از عبارت زیر تخمین بزنید:

YK+1 = YK –

مشتق تابع بر حسبY می باشد و چنین تعریف می شود :

مراحل را به اندازه 4مرحلهN بار تکرار کنید به گونه ای که خطاکمتر ( 12-10مثالً ) از مقدار مجاز YK+1 –YKمطالقیعنی مقدار

. شود


برای حل دستورالعمل محاسباتی(ادامه)Newton-Raphsonمعادله

مقدار صحیح –5مرحلهY را در محوطه قرار داده و ضریب تراکمخاطر نشان Yarboroughو Hall. پذیری گاز را به دست آورید

یک کمتر ازنقصانیکردند که روش این برای حاالتی که دمای شبه . است قابل استفاده نمی باشد


aranchuk-purvis-robinsonروش

Aranchuk،purvisوrobinson براساس معادله 1974در سالرابطه ای ارائه نمودند benedict-webb-rubinحالتی با نام معادله

حاصل standing-katzنقطه از نمودار معروف 1500که با مطابقت :این رابطه به صورت زیر است. شده است


پارامتر ها و مقادیر ثابتr تعریف 2-41بوسیله معادله

A1می شود و مقادیر ثابت های :نیز به شرح زیر استAgتا

A1=0.31506237

A2=-1.0467099

A3=-0.57832720

A4=0.53530771

A5=-0.61232032

A6=-0.10488813

A7=0.68157001

A8=68446549

پارامتر ها مقادیر ثابت93بهار درس خواص سیاالت مخزن 286

– Dranchuckمحدودیت های روش Abu- Kassem

مشابه روش 2-43دستورالعمل حل معادلهdranchuk وabu-kassemاین روش برای محدوده های زیر معتبر می باشد. می باشد:

1.05<Tpr<3.0

0.2<Ppr<3.0


تراکم پذیری گازهای طبیعیار و دما داشتن آگاهی از تغییرات تراکم پذیری سیاالت نسبت به فش

برای فاز . یکی از موارد مهم در محاسبات مهندسی مخزن می باشدای فاز مایع، تراکم پذیری ناچیز و معموال ثابت فرض می شود، ولی بر

.گاز مقدار تراکم پذیری کم و ثابت نخواهد بوداز در تراکم پذیری یک گاز در دمای ثابت به صورت تغییر در حجم گ

.اثر یک تغییر در فشار به واحد حجم گاز تعریف می شود


(ادامه(تراکم پذیری گازهای طبیعیاین تعریف به صورت ریاضی چنین بیان می شود:

Cg = 1ثابت گاز، –تراکم پذیری دما/psi

ف با استفاده از معادله حالت گازهای حقیقی، حجم گاز چنین تعری:می شود

V =

بارت با مشتق گیری از معادله فوق نسبت به فشار و در دمای ثابت ع:زیر حاصل می شود


قی رابطه کلی معادله حالت گازهای حقی رابطه کلی زیر حاصل می 2-24با قرار دادن رابطه فوق در معادله ،

:شود

،برای یک گاز ایده الz=1و خواهد بود و در نتیجه:

را می توان با قرار دادن عبارت 2-45معادلهPpr Ppc بجای مقدارP:به صورت زیر بیان نمودنقصانیبرحسب فشار و دمای


قی رابطه کلی معادله حالت گازهای حقی(ادامه) با ضرب دو طرف معادله فوق درPpcمعادله زیر حاصل خواهد شد:

عبارتCpr نین ثابت می باشد و چ–دما نقصانیتراکم پذیری شبه:تعریف می شود

Cpr = ثابت–دما نقصانیتراکم پذیری شبهCg = ثابت گاز، –تراکم پذیری دماPci^-1

مقادیر ((z/ ثابت –را می توان با استفاده از شیب دماTpr در نمودارstanding وkatzنمودمحاسیه.


فصل دوم، . مهندسی مخازن هیدروکربوری. تارک، احمد1.1991ترجمه رحیم سیالوی، . 54تا 48صفحه



مصطفی شجاع/900233628

[email protected]


---------------------مدلسازی و شبیه سازی-13

4----------------------کاربردهای شبیه سازی-2

8-----------کاربرد های نوین شبیه سازی پیشرفته-3

17------------کاربرد های شبیه سازی در شرکت ها-4

ED----------------19کاربرد نرم افزار شبیه سازی-5

22-------------نمونه ای از کاربرد های شبیه سازی-6

مدلسازی و شبیه سازی نی موازنه یع)منظور از مدلسازی فرایند، توصیف ماهیت سیستم تولید

خصوصیت های . در قالب معادالت ریاضی است( های جرم و انرژی.اصلی مدلهای خوب، دقیق بودن، کمی بودن و مختصر بودن است

دارند البته مدلهای کم دقت، کیفی، یا مفصل نیز کاربردهای ویژه ایاین معادالت عموماً . که از بحث عمومی این نوشتار خارج است

ن دو یا مخلوطی از ایدیفرانسیلو به شکل معادالت جبری، غیرخطیب در قالمدلهادر نرم افزارهای امروزی شبیه سازی، اینگونه . هستند

ر عملیات مختلف در کتابخانه ای ذخیره شده اند که از کنار هم قرا. دادن آنها، مدلی از فرایند ساخته میشود

بطور مثال )شبیه سازی، یعنی بدست آوردن اطالعات خروجیاز طریق حل مدلهای فوق براساس اطالعات ( مشخصات محصول

، در این میان، اطالعات (به طور مثال مشخصات خوراک)ورودی متی مربوط به مشخصات دستگاه ها جزیی از مدل بشمار میروند و قس

. از آنها توسط کاربر به نرم افزار داده میشود93بهار درس خواص سیاالت مخزن 296

کاربردهای شبیه سازیو به رغم تعریف ساده فوق، کاربردهای شبیه سازی بسیار متنوع

: در اینجا، این کاربردها در سه قسمت مرور میشوند. گوناگون است طراحی فرایند، و راهبری کارخانجاتفرایندهاپژوهش و توسعه ، .


کاربردهای شبیه سازی در –الف فرایندهاپژوهش و توسعه

ه کمک بطور سنتی، پژوهش درباره روشها یا سیستمهای جدید تولید باما نظر به هزینه زیاد ساخت و. واحدهای پیشتاز انجام می شده است

نگهداری این واحدها، از چندین سال پیش، فکر استفاده از نرم با . افزارهای شبیه سازی برای کاستن از این هزینه ها مطرح شده است

د را بکارگیری این نرم افزارها میتوان گزینه های مختلف خط تولیت، بررسی کرد، افزایش ظرفیت واحد را مورد مطالعه قرار داد و در نهای

ایی از طرف دیگر، بخشه. واحد پیشتاز را بهینه طراحی کرده و ساختحد از فرآیند را که با شبیه سازی آنها اطالعات کافی برای طراحی وا

همچنین.کردبدست می آید، می توان از واحد پیشتاز حذف پرخرج در طراحی و ساخت واحدهای پیشتاز پیشگیریازاشتباهات

. کرد


کاربردهای شبیه سازی در طراحی–ب فرایند

امروزه به نحو گسترده ای از نرمافزارهای شبیه سازی در طراحی

دهای کاربر. فرایند استفاده میشوداین نرم افزارها در این حوزه از ه حیث گستردگی کار از محاسب

ترموفیزیکیساده خصوصیات جریانها یا حتی مواد خالص شروع

شده و به طراحی کارخانجات ات کامل با در نظر گرفتن تاسیس

، جانبی، خطوط لوله تامین خوراکیا انتقال محصول، و بررسی

نجا از آ. سیستمهای کنترل میرسدکه این روش از محاسبات دستی

ت، با ساده تر، سریعتر و دقیقتر اس

ز و کاستن ا( دستگاههای اضافی)مصرف آب، )هزینه های عملیاتی

، قابلیت انعطاف (…انرژی و ودبوجبیشتری را در طرح فرایند

ه آورده و نقطه بهینه از لحاظ هزینها، روانی عملیات، ایمنی، محیط

. زیست و غیره را بدست آورد افزون بر این، از آنجا که طراحی

فرایند از طراحی دستگاه ها و ، ابزار پایپینگتجهیزات مکانیکی،

زه و دقیق، سیستم های برقی و ساساختمان جدا نیست، از اطالعات حاصل از شبیه سازی در حالتهای

مختلف میتوان برای کمک به 93بهار درس خواص سیاالت مخزن 299

کاربردهای شبیه سازی در بهره –پ برداری مطلوب از تاسیسات موجود

در کارخانجات موجود با کمکان نرم افزارهای شبیه سازی می تو

فرایند تولید را مورد بررسی و ارزیابی موشکافانه قرار داده و ازا این طریق، بطور کلی عملیات ر

ز در صورتی که ا. بهبود بخشیدفاده نرم افزارهای پیشرفته تر است

شود، امکان بهینه سازی در جا مای مانند د)براساس شرایط تولید

نیز ( خوراک و شرایط اقلیمی. وجود دارد

کاستن از مواد و انرژی مصرفینیز از جمله مطالعاتی است که میتوان به کمک این نرم افزارها

. کرد و به رفع آنها همت گماشت یکی از کاربردهای جدید نرم

افزارهای شبیه سازی، بررسی ترل صحت عملکرد سیستمهای کن

. موجود و تنظیم مجدد آنها استاین کار به کمک نرم افزارهای

انجام دینامیکشبیه سازی با ظهور نرم افزارهای . میشود

ی از پیشرفته تر جدید که امکاناتذیری، قبیل توسعه پذیری، شکل پ

ای ، اتصال به نرم افزارهاتوماسیوندیگر و پایگاه های داده ها، گنجاندن مدلهای نزدیک به

-Highموسوم به )واقعیت


رفتهکاربردهای نوین شبیه سازی پیشا باید دانست که در گذر سالها، ب

از انباشته شدن تجربیات متعددبیه شبیه سازی، اعتماد به نتایج ش

شده مستحکمترسازی بسیار ر است بطوری که امروزه کمتر مدی

ها در یافت میشود که نه تنمطلعیه مورد فواید اصل شبیه سازی ک

حتی کاربرد آن در موارد حساسیه چون کنترل فرآیندها تردید ب

نظر به برخی از . خود راه دهدای کاربردهای پیشرفته نرم افزاره

تر شبیه سازی این موضوع را بیشروشن میکند


ارتباط با نرم افزارهای دیگر–الف تبادل اطالعات با نرم افزارهای

دیگر بصورت دوطرفه، تواناییدست ورزی در اطالعات کتابخانه

ای، افزودن مدلهای دلخواه کاربر واجرای برنامه طبق روش دلخواه کاربر با معماری باز نرم افزارهایامروزی شبیه سازی ممکن شده

-CAPEبا پدید آمدن فکر . استOPEN این کار شکل جدی تری

نرم نیز به خود گرفته و نوید ظهوررده افزارهایی با قابلیتهای گست

پذیرش قطعاتی از نرم افزارهای دیها دیگر برای بهینه سازی توانمن

.را میدهد

فرایند نرم افزارهای نوین از توانایی

ه انواع اتصال مستقیم یا با واسطه بقعی سیستم های کنترل فرایند وا

برخوردارند و در نتیجه، می توانی از آنها برای بهینه سازی لحظه ارر عملکرد واحد با تعیین نقاط مق

معماری باز و. بهینه بهره گرفت، توان محاوره با نرم افزارهای دیگر

تمالگوریحتی امکان پیاده سازی نترل های پیشرفته کنترل مانند ک

، کنترل (MPC)پیشگومدلی ایر آنها بهینه، کنترل تطبیقی و نظ

. را فراهم میآورد93بهار درس خواص سیاالت مخزن 302

آموزش اپراتورها–پ دینامیکدقت شبیه سازی

فرآیندها امروزه چنان است که میتوان از آن برای خلق

موقعیتهای نامطلوب یا اضطراریمجازی و آموزش چگونگی مهار

ظیر ن. آنها به اپراتورها استفاده کرداین کار سالها پیش از این در

ناوبریکارهای حساس مانند هواپیما و سیستم های دفاعی

با کاهش . انجام می شده استهزینه های پیاده سازی این

مینه توانایی در صنایع شیمیایی، زز های کاربرد آن در این صنایع نی

.فراهم آمده است

از . را بطور جدی مطرح میکندآنجا که در این سیستمهای

هوشمند، تمام بخشهای مهندسیو مدیریت پروژه ها به پایگاه

مرکزی داده ها دسترسی دارند، پویایی قابل مالحظهای در انجام

افزون . پروژه ها به وجود می آیدبراین، اطالعات طراحی سرمایه

ارزشمندی است که پس از پایانطراحی نیز در طول عمر

رار کارخانجات باید مورد استفاده قبنابراین، وجه دیگر این. گیرد

از کاربرد، ایجاد امکان بهره گیریاطالعات طراحی در طول عمر


اتصال به سیستم مدیریت–ث در دوران ما، تولید به کمک

، تجارت (CIM)کامپیوتر ترونیکی الکترونیکی، بازرگانی الک

و سیستم های اطالعات مدیریتامروزه . رشدندبه سرعت در حال

سیستم های مدیریت، حسابداری، برنامه ریزی،

طراحی، کنترل عملیات و و راهبری به دلیل نیاز به نظارت

تنظیم روابط میان تولیدکنندگان، مجاری توزیع

فرآورده ها، شبکه های حمل و نقل و خریداران به یکدیگر

.متصل می شوند93بهار درس خواص سیاالت مخزن 304

و طریق، امکان پیش بینیازایندر نظر گرفتن تقاضای بازار،

و ایجاد هماهنگی سفارشهااجرای در تامین مواد اولیه، تخصیص ی ظرفیت های تولید و برنامه ریز

برای آن و زمانبندی تحویل محصول به وجود می آید که در ی فضای رقابتی تجارت جهانی امر

حساس و فوق العاده مهم ارزیابی ، شبیه سازهای مجدداً. می شود

امروزی به دلیل توان محاوره با پایگاه های داده ها و معماری باز

ت خود توان مشارکت در این فعالی. مهم را دارند

ساله مهندسی فرایند 50–افزایش مقیاس –آزمایشگاه )

بوجود( بهینه سازی--طراحی آورده و با توسعه دامنه کاربرد شبیه سازی از مرحله تئوری تا

روش اصوالًبهره برداری عملی، انجام کارهای مهندسی از مرحله آزمایشگاه تا طراحی و از آنجا تا راهبری کارخانجات را به طرزی

رده بنیادی و چشمگیر دگرگون کنیاز بهبدلیلاین روند، . است

کاهش هزینه های مواد اولیه، ی سرمایه گذاری ثابت، میزان انرژ

مصرفی، مقدار ذخیره سازی مواد، 93بهار درس خواص سیاالت مخزن 305

هانی فضای رقابتی و متغیر بازار جپیش روی این چالش هاینیز

. می سازدپیچیده تررا سازمان هامأموریت هایبه دست یابیبرای

تعریف شده و اتخاذ تصمیمات با صحیح در مورد اعمال تغییراتی

به سازمان هازیاد، هزینه هاییجه نتپیش بینیابزارهایی برای

تصمیمات خود و کاهش ریسک نیاز نادرستتصمیم گیریناشی از

برای نیل به این اهداف . دارند

راه حلیک می تواندشبیه سازیاز آنجا که . باشدایده آل

تواناییشبیه سازینرم افزارهای"what if"به سواالت پاسخ گویی

، را در یک محیط پویا دارا هستندمی توانند نتایج حاصل از اجرای

یک تصمیم را پیش از آن که تصمیمات اجرایی شده و منابعی

. ایندنمپیش بینیصرف آنها شوند


هم نفتی بسیاریشرکت های Shell،Exxon،Britishچون

Petroleum (BP)،BOC Gases،Conoco،Imperial

Oil،Mobil Oil،Qatar PetroleumوTexaco تکنیک

بهینه سازیرا برای شبیه سازیزمینه هایفرآیندهای خود و در

و نفت خام، برنامه LNGحمل رد تحویل سالیانه، ارزیابی عملکتجهیزات، مدلسازی قابلیت

برای برنامه ریزیاطمینان و تعمیرات پیشگیرانه، کنترل

کیفیت مواد اولیه که از داری مختلفی خریتأمین کنندگان

هزینه هایپیش بینی، شده اندات ناشی از کمبود مواد اولیه، عملی

احداث خط لوله، عملیات ، زنجیره تأمین و ترمینال هاسرمایه گذاریو هزینه هامدیریت

.گرفته اندبه کار


مواردی چون شرکت هااینو حجم هزینه هاکاهش

، تخصیص بهترسرمایه گذاری هامنابع به فرآیندها و در نتیجه

نه بهیبهره برداریباالتر، بهره وریز از لنگرگاه ها، استفاده مناسب امخازن ذخیره سوخت، تعیین

مورد کشتی هایتعداد مناسب عملیاتی،هزینه هاینیاز، کاهش

اجرای تعهدات نسبت به مشتریو کاهش ریسک دیرکردبدون

تأخیر در تحویل سفارشات را درآب و محدودیت هایکنار توجه به

محدودیت هایهوایی، جزر و مد و عملیاتی بندر به عنوان نتایج

نام ازیشبیه ستکنیک به کارگیریدر ادامه به چهار مورد از . برده اند

مطالعات موردی کاربرد تکنیکاز در صنایع نفت و گشبیه سازی

به طور خالصه اشاره می شود


Qatarدر شرکت شبیه سازیکاربرد Petroleum

شرکتQatar Petroleumشرکت هایرا با تفاهم نامه هایی

راه اندازیانرژی برای بین المللیتجهیزات تبدیل گاز به مایع و

منعقد پتروشیمیپروژه هایپیش بینیبرای . ساخته است

پیش رو در تولید چالش هایو از محصوالتمتنوع تریگستره

میم با حجم بیشتر این شرکت تص سازیشبیهبه استفاده از تکنیک

در بندر مورد مطالعه در . گرفتحال حاضر تنها یک لنگرگاه

قرار بهره برداریعملیاتی مورد گسترش هایو در صورت می گیرد

از این که سفارشات مینانمشتریان در زمان مقرر تحویل

.خواهند شدیت برای افزایش ظرفبرنامه ریزی

مناسب و زمان هایلنگرگاه ها در جلوگیری از به وجود آمدن

اضافیظرفیت های برای بهینه اییافتن روش

اه ها تخصیص محصوالت به لنگرگکشتی هابرای بارگیری در

ک به منظور کسب نتایج فوق یتهیه شد که شبیه سازیمدل

فرآیندهایبرنامه ریزیتوانایی 93بهار درس خواص سیاالت مخزن 309

Exxonدر شرکت شبیه سازیکاربرد Chemicals

شرکتExxon و بزرگ ترینازاد موتولیدکننده هایموفق تریندر جهان و صاحب سهپتروشیمی

کارخانه تولیدی است که دو کارخانه در بریتانیا و سومی در

ن یکی از ای. فرانسه مستقر استی تولیداتیلنمحصول کارخانه ها

ک از خود را برای تبدیل به پالستی. رستدمی فطریق کشتی به بلژیک

برای تالش هایی1990در سال ک و افزایش میزان تولید پالستی

اتیلندر نتیجه افزایش حجم الزمه این امر . تولیدی انجام شد

وقع برای جابجایی به مبرنامه ریزی

. و افزایش ظرفیت مخازناسکله هابرای مقایسه این سه راه حل یک

این. ساخته شدشبیه سازیمدل مدل در برگیرنده تعداد و ابعاد

و مصرف ، برنامه تولیدکشتی ها، کشتی هاحرکت زمان بندیمواد،

رات ظرفیت مخازن، تأثیرات تغییبه همراه امکان تحلیل . .. جوی و

.حساسیت بودبا مشاهده روابط بین اجزای مدل

و اعمال گرافیکیبه شکل تغییرات مختلف در مدل

گوناگونی آزمایش و راه حل هاینتایج حاصل از . مقایسه شدند


Shellدر شرکت شبیه سازیکاربرد

شرکتShell نرم افزاریکرا برای مدلسازی شبیه سازی

تولیدی و خروجی، ترمینال هایو هاکشتیلجستیکیفرآیندهای

برنامه زمانی حرکت آنها طراحی در نوع نرم افزاراین . نموده است

کان خود بسیار پیشرفته بوده و امیت تحلیل فرآیندها و آنالیز حساس

اینبه کارگیری. می آوردرا فراهم لی در منابع ماصرفه جویینرم افزار

را در شرکت هزینه هاکاهش وو Shellبه همراه داشته است.

هاییقابلیتبا داشتن نرم افزاراین ت بارگیری و حرکزمان بندیبرای

:نموده است بهینه مخازن ظرفتتعیین

LNGنگهداری

ی هاکشتتعیین ظرفیت بهینهبرای بارگیری

فرآیند در گلوگاه هایحذفپایانه ها

تضمین تحویل سفارشات درموعد مقرر با توجه به ماهیت

احتمالی فرآیندها به عالوه گزارشات متنوعی که

یه از عملکرد سیستم تهنرم افزارمی کند کاربران را در شناسایی


در EDشبیه سازینرم افزارکاربرد پتروشیمیصنعت

Incontrol Enterprise Dynamicsارائه دهنده

و مشاوره در نرم افزاریراهکارهای ه بسیستم هاشبیه سازیخصوص

و لجستیکسیستم هایویژه . می باشدتجزیه و تحلیل مقداری

Incontrol سال 18با بیش ازده در تجربه، به شرکتی شناخته ش

ه سطح دنیا بدل گردیده است کدر خصوص حل مسائل سازمان ها

پیچیده خود از آن یاری در EDراهکارهای . می جویند:می گردندزیر ارائه زمینه های

·فرودگاه ها

·مراکز پشتیبانی·یبخش بهداشت و بیمارستان کاریزمینه هایمهم ترینیکی از

برایراه حل هاییاین شرکت ارائه عملیات در بهینه سازی

در این مراکز . پاالیشگاه هاستی حجم وسیعی از عملیات شیمیای

با به کارگیری . می شونداجرا گریدهایذخیره واسط، تانک های

اده از متفاوتی از محصوالت با استفپیوسته تولید همزنخطوط

در فرآیند هم زدن . می گردندبسیاری در زمینه محدودیت های

ه وجود دارد کلجستیکتولید و


هدف اصلی این مطالعات کمینه. استانبارداریهزینه هاینمودن

ستم، به سبب پویایی پیچیده سیسیار عملیات پیش رو بپیش بینی

زمانی هاییمثالً در . سخت استسرویس دهیکه یک مخزن از

خارج گشته و یا به محصول دیگری اختصاص داده شود برخیاز حاالت ممکن جهت تخصیص

مخازن باید مورد بررسی قرار

همچنین وجود ابزاری که. گیرندال را با سرعت بامدل سازیبتواند

انجام داده و حاالت جدید را . بررسی نماید نیز ضروری است

مدل هامحدودیت مشترک همه فاده از این است که باید تنها با است

. ساخته شوندپارامترها


نرم افزاربا استفاده از Enterpriseکه با اعتباریافته ایDynamics ،تهیه شده است

ر را دمدل هاییکاربران توانستند جدید و در زمان بسیار حالت های

و مدل هاهم چنین. کوتاه بسازندعلی فسیستم هایتجزیه و تحلیل

ن و سه وضعیت جدید به مشتریازار به این ترتیب اب. ارائه گردید

به دست آمد اثبات شده ایجامع

که جزئیات و اطالعات مقداری تجهیزات لجستیکسیستم

را ارائه می دهد و در ذخیره سازیه مربوطهزینه هایمی تواننتیجه

نمونه هاییدر ادامه . را کاهش دادEDنرم افزارورودی به داده هایاز

و نتایج خروجی آن نمایش داده شده است


ر شبیه سازی ددو نمونه از کاربردهای در بندرلجستیکبهبود عملیات

1-British Petroleum

شامل )لوله کشی در ساحل، بازرسی، جوشکاریفرآیندهای

50%حدود . .. ( تست کردن ویک پروژه را تشکیل هزینه های

پروزهاگر فرآیندهای . می دهده الزم مثالً زمانی ک)پیچیده باشند

لوله گذاریوسیعی محدوهاست وار مدیریت پروژه بسیار دش( شود

در چنین شرایطی . خواهد بودابزار مناسبی برایشبیه سازی

وبررسی فرآیندهای گلوگاه و رات تعیین میزان اثرگذاری تغیی. فنی یا مهندسی خواهد بود

ه کلوله هایی، تعداد می شوندداده ، طول می شونددر هر ساعت خم

که در هر ساعت حفر گودال هاییکامیون های، تعداد می شوند

و لوله هاموجود برای جابجایی نیز به مدل . .. ظرفیت هر یک و

اجرای این مدل و . می شوندوارد کیگرافیتوانایی هایاز بهره گیری

، بررسیشبیه سازینرم افزارهایوضعیت هر یک از منابع تولیدی

زمانی مختلف، تخمینبازه هایدر . .. زمان به پایان رسیدن پروژه و

. می سازدممکن را مدلی با خصوصیات باال برای


2-offshore_onshore

یک پتروشیمیپروژه هایهمهبرقراری : ویژگی مشترک دارند

ه تعادل بین بودجه در نظر گرفتبه آماده سازیشده برای پروژه و

موقع کارخانه از طریق حذف مربوط به تجهیزات هزینه های

شبیه سازیبا . غیرضرورییپیش بینفرآیندهای کارخانه و

اولیه راه سال هایعملکرد آن در بزگشتمیزان می تواناندازی

این. نمودپیش بینیسرمایه را موارد زیر را مشخص می مدل ها:سازند

ساخت و راه اندازی برنامه ریزی

و onshoreدو بخش offshoreدر بخش . تقسیم نمودonshore موارد شبیه سازیمدل

:زیر را مشخص می سازد ظرفیت هر یک از تجهیزات به

صورت درصدی از ظرفیت مورد نیاز تعداد تجهیزات مشابه موجود ده و شبرنامه ریزیتوقفاتلیست

، MTBFنشده به همراه پیش بینیMTTR هر یک و تأثیر اینورد بر نرخ تولید، منابع متوقفات

ی ، چگونگخرابی هانیاز برای رفع 93بهار درس خواص سیاالت مخزن 316

.1http://www.simaron.com

http://www.simaron.com/



navidmosavi920@gmail,comسید نوید سید موسوی922015391


معرفی اجمالی از چند نرم افزاردر حیطه ی شبیه سازی و .1محاسبات ریاضی خواص سیاالت مخزن

معرفی مختصری از چند نرم افزار -1نفتی و پیش نیازهای آنها

نرم افزارPipeSim

خالصه:PipeSim اده مورد استفنرم افزارهایاستفاده ترینیکی از پرر برای بررسی عملکرد تولیدی چاه و تالش دبهره برداریمهندسان

ایمدل همعادالت گوناگون چند فازی، .جهت بهینه نمودن تولید استامکان نفت سیاه و ترکیبی ومدل هایمختلف تکمیل چاه، استفاده از

از فرازآوری با گاز، استفاده)روشهای فرازآوری مصنوعی شبیه سازیقوی ترینرا به یکی از PipeSim. ..(درون چاهی وپمپ های

.ابزارهای این رشته تبدیل نموده استنرم افزاربا آشنایی:هدفPipeSim و مدل سازیو استفاده از آن در

دو فازیجریان هایبهبود تولید از چاه و نیز طراحی درس گذراندن)بهره برداریکلی با مباحث عملیات آشنایی:پیش نیاز

93بهار (پیشنهاد می شود2بهره برداریعملیات درس خواص سیاالت مخزن 321

نرم افزارPVTi

خالصه: نرم افزارPVTi بسته ایدر واقع

بر اساس معادالت حالت است کهاز PVTبه منظور ایجاد اطالعات

اطالعات آزمایشگاهی سیاالت در این . مخزن تهیه شده است

امکان انتخاب چندین نرم افزارمعادله حالت، استفاده از معادالت

ز و نیویسکوزیتهمختلف برای نمودن ( Tune)امکان تنظیم

آزمایشگاهی داده هایمعادالت با

می تواندر انتها . وجود داردرا به فرم مناسب PVTداده های

مانند )مخزن شبیه سازهایبرای .خروجی گرفت( اکلیپس

هدف: نرم افزارآشنایی باPVTi و

شبیه سازیاستفاده از آن جهت رفتار سیاالت مخزن

پیش نیاز:درس خواص سیاالت مخزن


نرم افزارECLIPSE 100مقدماتیمخزن شبیه ساز:خالصهECLIPSEجامع و کامل جهت نرم افزاری

انواع مخازن با هر درجه پیچیدگی شبیه سازیانجام عملیات ECLIPSEکاربردهای . ، و یا نوع سیال استزمین شناختیساختمانی،

رم افزارهاینبا توجه به قابلیت های گسترده و فراوان آن نسبت به سایر ه یک گفت بمی توانمشابه بسیار زیاد است به طوری که شبیه ساز

ECLIPSE 100نرم افزار . استاندارد جهانی تبدیل گردیده استمخزن است که در آن فرض ( Black Oil)نفت سیاه شبیه سازنرم افزار

ده بر این است که سیال مخزن از نفت، گاز محلول و آب تشکیل ش.پذیرندامتزاجاست و نفت مخزن و گاز محلول به هر نسبت با هم

زارنرم افمخزن به صورت نفت سیاه با استفاده از شبیه سازی:هدفECLIPSE 100 نرم افزارو ایجاد توانایی در ساخت فایل داده این

با مباحث کلی مهندسی مخزنآشنایی:پیش نیاز93بهار درس خواص سیاالت مخزن 323

نرم افزارECLIPSE 100پیشرفتهخالصه:مخزن شبیه سازECLIPSEجامع و کامل جهت انجام نرم افزاری

، انواع مخازن با هر درجه پیچیدگی ساختمانیشبیه سازیعملیات با توجه به ECLIPSEکاربردهای . ، و یا نوع سیال استزمین شناختی

بیه سازشنرم افزارهایقابلیت های گسترده و فراوان آن نسبت به سایر اندارد گفت به یک استمی توانمشابه بسیار زیاد است به طوری که

نرم افزارECLIPSE 100نرم افزار . جهانی تبدیل گردیده استمخزن است که در آن فرض بر این ( Black Oil)نفت سیاه شبیه ساز

و است که سیال مخزن از نفت، گاز محلول و آب تشکیل شده است.پذیرندامتزاجنفت مخزن و گاز محلول به هر نسبت با هم

هدف: از حرفه ایتوانایی استفادهECLIPSE 100 جهت حل مسائل مختلف


نرم افزارECLIPSE 300

خالصه: نرم افزارECLIPSE 300 و ویژگی هاعالوه بر داشتن

از معادالت حالت و یا می تواندECLIPSE 100توانمندی های. ردتعادلی وابسته به فشار نیز در حل مسائل بهره گینسبت های

ECLIPSE 300 به هیدروکربن هازمانی استفاده می شود که رفتارمانند مخازن )در نظر گرفته شود ( Compositional)صورت ترکیبی

(.volatile oilگاز میعانی و یا نفت تبخیری هدف:ازن در عملکرد مخپیش بینیمخازن به صورت ترکیبی و شبیه سازی

اثر تزریق گازپیش نیاز:


نرم افزارMbal

خالصه:نرم افزارMbalساخت شرکت نرم افزاریEPS است به منظور هر چه

. تکردن محاسبات موازنه مواد در انواع مخازن توسعه یافته اسساده ترشرح نرم افزاردر این دوره اصول و روش های موازنه مواد و نحوه کار با

.می شوندداده هدف: ات تولید از مخازن نفت و گاز و انجام محاسبمکانیزم هایآشنایی با

Mbalتخصصی نرم افزارموازنه مواد با استفاده از

پیش نیاز: پیشنهاد 2گذراندن درس مخزن )آشنایی با مبانی مهندسی مخزن

(می شود93بهار درس خواص سیاالت مخزن 326

نرم افزارSaphir

خالصه:نرم افزارSaphir ساخت شرکتKappa از مجموعهEcrin در حدود

سال پیش توسعه یافت و به سرعت جای خود را بازارهای جهانی20تحلیلی و عددی، روش های مدل هایبا ارائه نرم افزاراین . باز کرد

Deconvolution و رابط کاربری بسیار جذاب خود یکی از ،.می آیدبه شمار چاه آزماییتحلیل نرم افزارهایمعتبرترین

هدف: نرم افزارآشنایی باSaphir توسط آنچاه آزماییو توانایی تحلیل


نرم افزارF.A.S.T WellTest

خالصه: که ساخت شرکت کانادایی نرم افزاراینFekete است یک از

خیراًااست که چاه آزماییتفسیر نرم افزارهایبه روزترینو کامل ترینو مورد بزرگ نفتی ایران نیز خریداریشرکت هاینیز توسط تعدادی از

علم بواسطه هماهنگ بودن بانرم افزاراین . استفاده قرار گرفته استز مناسب و دقت باالی خود به سرعت در حال باگرافیکیروز، رابط

.کردن راه خود در بازارهای بین المللی استهدف: نرم افزارآشنایی باF.A.S.T WellTest و توانایی تحلیل

توسط آنچاه آزمایی93بهار درس خواص سیاالت مخزن 328

نرم افزارPansystem

خالصه:نرم افزارPansystem ساخت شرکتEPSکه البته به تازگی توسط

قدیمی ترینخریداری شده است، از Weatherfordشرکت هر چند به دلیل . می آیدبه شمار چاه آزماییتفسیر نرم افزارهایونی در دیگر به صورت قاننرم افزارآمریکایی این شرکت هایتحریم های

همچنان از Pansystem، اما نمی گیردایران مورد استفاده قرار .می آیدبه حساب چاه آزماییمطرح در تحلیل نرم افزارهای

هدف: نرم افزارآشنایی باPansystem داده هایو چگونگی تفسیر

توسط آن، محاسبه تراوایی، ضریب پوسته، تشخیصچاه آزمایی. ..مخزن مانند وجود گسل، شکاف، سفره آبی، وویژگی های

پیش نیاز:


نرم افزارWeltest 200

خالصه:Welltest200 می آیدبه شمار چاه آزمایینرم افزارهایقوی تریناز

عددی به تحلیلی وچاه آزماییتکنیک هایکه توانسته است با ترکیب ش افزایچاه آزماییطرز قابل توجهی توانایی مهندسان را جهت آنالیز

.دهدهدف: نرم افزارایجاد مهارت علمی و عملی در کاربریWeltest 200

پیش نیاز: چاه آزماییدرس مبانی


نرم افزارOlga

خالصه:نرم افزارOlga که ابتدا توسط شرکتStatoil توسعه 1983در سال

است دینامیکرا که یک پدیده چندفازیجریان می تواندیافت خطوط لوله که دارای تجهیزات فرآیندیشبکه های. کندمدل سازی

است به . ..، شیر، وتفکیک کنندهمانند پمپ، کمپرسور، مبدل حرارتی، لوله خطوط. شدن هستندشبیه سازیقابل دینامیکراحتی به صورت

.ستندهمدل سازینفت، گاز، گاز میعانی، همگرا یا واگرا به راحتی قابل هدف: رنرم افزاو طراحی خطوط لوله توسط شبیه سازیآشنایی با نحوه

Olga

پیش نیاز:93بهار درس خواص سیاالت مخزن 331

نرم افزارSCAL

خالصه:نرم افزارSCAL از پکیجECLIPSE داده هایدر واقع برای تبدیل

استفاده موردفایل هایتراوایی نسبی و فشار مویینگی آزمایشگاهی به و فزارنرم ادر این دوره روش استفاده از این . توسعه یافتشبیه سازهادر

.می گیرندآن مورد بحث قرار قابلیت هایهدف: نرم افزارایجاد مهارت علمی و عملی در کاربریSCAL برای آنالیز ویژه

نفتیمغزه هایداده هایپیش نیاز:93بهار آشنایی با مبانی مهندسی نفت درس خواص سیاالت مخزن 332

نرم افزارWinprop (CMG)خالصه:نرم افزارWinprop از پکیجCMGشبیه سازیمدلسازی و به منظور

یاری در موارد بسنرم افزاراین . رفتار سیاالت مخزن توسعه یافته استینیپیش بدیگر ترجیح داده می شود و بویژه در نرم افزارهایبرای بر .و دیگر جامدات کاربرد داردآسفالتینرسوب

هدف: خواص سیاالت مخزنمدل سازیآشنایی با مراحل مختلفپیش نیاز:درس خواص سیاالت


نرم افزاربا آسفالتینرسوب شبیه سازیWinprop

خالصه:نرم افزارWinprop ب رسوپیش بینیدر نرم افزارهاقوی تریناز جمله

در این دوره مبانی رسوب . می آیددر مخزن به شمار آسفالتینورد در این منرم افزارمختلف رسوب، و کاربرد این مدل های، آسفالتین

.معرفی می شودهدف: ا استفاده بآسفالتینترمودینامیکی رسوب شبیه سازیایجاد مهارت در

CMGاز پکیج Winpropنرم افزاراز

پیش نیاز: 93بهار ترمودینامیکدرس خواص سیاالت و درس درس خواص سیاالت مخزن 334

نرم افزارVFPi

خالصه:نرم افزارVFP از پکیجECLIPSE هر گونه محاسبات شبیه سازیبرای

. ردمی گیتولیدی نفت و گاز مورد استفاده قرار چاه هایافت فشار در را ه سازهاشبیمورد نیاز در فایل هایهمچنین قابلیت تولید نرم افزاراین

.داراستهدف:ه و سیاالت هیدروکربوری در ستون چادینامیکرفتار شبیه سازی

خطوط لولهپیش نیاز:93بهار آشنایی با مهندسی مخزن درس خواص سیاالت مخزن 335

نرم افزارIMEX (CMG)خالصه:نرم افزارIMEX از پکیجCMG (Computer Modeling

Group )نفت سیاه مخزن است که به صورت شبیه سازنرم افزارا مورد انتظار رخروجی هایرا وارد نموده و داده هاو به راحتی گرافیکی

.نتیجه می دهدهدف: از یک مخزن با استفادهدینامیکیشبیه سازیآشنایی با مراحل

ت مخزنو بررسی تأثیر پارامترهای مختلف در تولید و مدیریشبیه سازپیش نیاز:93بهار آشنایی با مهندسی مخزن درس خواص سیاالت مخزن 336