predavanje sistem analiza

SISTEM ANALIZA ERUP. RADA N. I G. BUSOTINA

KARAKTERISTIKE RADA SISTEMA ZA PROIZVODNJU NAFTE I GASA ERUPTIVNOM METODOMSISTEM ANALIZA ERUPTIVNOG RADA NAFTNIH I GASNIH BUOTINA

DEO

8

SISTEM ANALIZA ERUPTIVNOG RADA NAFTNIH I GASNIH BUOTINA

407-433 sa primerimaOd momenta kada su Brown, Mach, Proano i drugi doli na ideju da se optimizacija naftnih i gasnih proizvodnih sistema mora bazirati na analizi fizike protoka fluida u jednom jedinstvenom hidro i termodinamikom sistemu, pri emu se unutar fiksnih taki (slojni i separatorski pritisak) odvijaju procesi transformacije ulazne mase i energije, praeni neprekidnim ireverzibilnim gubicima energije, proteklo je vie od petnaest godina. Ideja o sistem (NODAL - komercijalni naziv Flopetrol-Johnston-Schlumberger) analizi svakim danom postaje sve aktuelnija i savremnija, posebno zahvaljui primeni raunara. Razvoj raunara i primena novog naina razvoja programa (objektno orijentisano programiranje) omoguilo je da se kompleksni prorauni iz oblasti jedno i viefaznog protoka fluida kroz porni prostor, perforacije i gravel-pack, niz vertikalnih (ili kosih) cevi u buotini i kroz horizontalni cevovod na povini realizuje vrlo brzo, daju i mogunost inenjerima specijalistima da pravilnom interpretacijom dobijenih rezultata utvrde uzrok mogueg smanjenja proizvodnje i izvre optimizaciju procesa proizvodnje.

8.1. KARAKTERISTIKE SISTEM ANALIZE

Na slici 8.1 ematski je prikazan proizvodni sistem i mogui poloaj fiksnih - nodalnih taaka za analizu, sa precizno definisanim segmentima u kojima dolazi do gubitka pritiska, odnosno nepovratnog gubitka energije protoka.

Oznaeni gubici pritiska odnose se na podruja:

Slika 8.1 Poloaj moguih nodalnih taaka i gubici pritiska u proizvodnom sistemu (po Mach, Proano i Brown)

I- (Pr -pad pritiska pri protoku kroz leite,

II- (Pperf -pad pritiska pri protoku kroz perforacije i gravel-pack (pad pritiska pri protoku kroz opremu dna buotine),

III- (Pvf -pad pritiska pri vertikalnom protoku,

IV- (Pdch -pad pritiska kroz dubinsku diznu ili drugu opremu manjeg prenika,

V- (Psv -pad pritiska kroz sigurnosni ventil,

VI- (Pch -pad pritiska kroz diznu na povrini,

VII- (Phf -pad pritiska pri horizontalnom protoku fluida.

Sa slike se vidi da postoji osam vornih (nodalnih) taaka u proizvodnom sistemu, ali se u veini sluajeva kao take reenja uzimaju dno i glava buotine.Izabrane take reenja zavise od toga koja komponenta proizvodnog sistema se izdvaja da bi se analizirao njen uticaj na ponaanje celokupnog proizvodnog sistema. Ukoliko se taka reenja nalazi na dnu buotine, onda se moe izvriti detaljna analiza uticaja leita kao jedne od komponenti proizvodnog sistema. Na slian nain se izvodi i analiza ostalih komponenti, menjanjem poloaja izabrane take reenja. Pad pritiska u bilo kojoj izabranoj taki je funkcija protoka fluida i menja se promenom protoka. Potencijalna proizvodnja buotine predstavlja presek dve karakteristine krive, kao to je prikazano na slici 8.2, od kojih jedna predstavlja krivu utoka fluida u buotinu, odnosno, nodalnu taku (kriva 1 na slici 8.2) ili IPR krivu. Taka analize je u ovom sluaju dno buotine. Druga funkcionalna kriva (kriva 2) predstavlja krivu izlaska fluida iz nodalne take, odnosno, krivu dinamikog pritiska na dnu buotine, koja se dobija na osnovu padova pritiska kroz komponente proizvodnog sistema sa druge strane izabrane nodalne take.

Slika 8.2 Odreivanje potencijalne proizvodnje buotine primenom NODAL analize

U sluaju da se taka analize nalazi na dnu buotine dinamiki pritisak na dnu je parametar koji razdvaja protok fluida kroz buotinu. Kriva utoka fluida u nodalnu taku i kriva izlaska fluida iz nodalne take mogu se definisati na sledei nain:

Pr - Pr - Pper = PwfIPR kriva ulaska fluida u nodalnu taku 6 (kriva 1)

Psep + Phf + Pvf=PwfVLP kriva izlaska fluida iz nodalne take (kriva 2); dobija se na osnovu prorauna vertikalnog protoka fluida.

Ako se taka reenja nalazi na povrini (glava buotine), jednaine za odreivanje pritiska na glavi buotine (izabranoj nodalnoj taki) su:

Pr - Pr - Pper - Pvf = Pwh kriva ulaska fluida u nodalnu taku 3

Psep + Phf =Pwh - VLP

kriva izlaska fluida iz nodalne take

Kao to se moe videti iz prethodnog objanjenja, opta matematika osnova sistem analize je relativno jednostavna i moe se lako razumeti. Nekoliko razliitih modula jedinstvenog proizvodnog sistema, koji su detaljno analizirani i iji su matematiki modeli opisani u prethodnim poglavljima (leite, protok kroz perforacije i ostale komponente podzemne opreme dna buotine, protok fluida kroz kanal buotine, protok kroz diznu, ponaanje fluida u cevovodu na povrini i separator) su povezani u jedinstveni dinamiki model karakteristike rada buotine kao to je prikazano na slici 8.3.

Slika 8.3 Struktura modela karakteristike rada buotine

8.2. PRIMENA SISTEM ANALIZE

Nodal analiza se moe uspeno primeniti kako za razmatranje rada eruptivnih, tako i za projektovanje i analizu buotina sa mehanikom metodom eksploatacije nafte ukoliko se uticaj primenjene mehanike metode na pritisak u sistemu moe izraziti kao funkcija protoka fluida. Postupak sistem analize se, uz odreene modifikacije analitikih modela za proraun ulazne i izlazne krive iz nodalne take, primenjuje za analizu karakteristika injekcionih buotina za vodu i gas. U novim buotinama sistem analiza se korisiti za simulaciju oekivanih uslova koji su neophodni za projektovanje opremanja buotine i izbor najbolje konfiguracije podzemne opreme buotina.

Saznanja do kojih se dolazi primenom sistem analize primenjuju se na sledee specifine probleme:

Predvianje uticaja pada leinog pritiska na proizvodne karakteristike buotine,

Izbor odgovarajuih geometrijskih parametara perforacije sa potrebnom analizom uslova i tehnike perforiranja,

Procenu uspenosti izvrenih stimulativnih radova na pribuotinskoj zoni i leitu,

Projektovanje gravel-pack sistema i predvianje ponaanja buotina sa gravel-pack sistemom,

Odreivanje optimalnog prenika tubinga i definisanje naina opremanja buotine,

Analiza uticaja restrikcija protoka na ukupno ponaanje proizvodnog sistema,

Priprema podataka za projektovanje mehanike metode eksploatacije,

Optimalno rasporeivanje utisnute koliine gasa za ostvarivanje ekonominog rada buotina u gasliftu,

Procena uticaja gasa na zapreminsku efikasnost rada dubinskih pumpi,

Odreivanje potrebne snage kompresora za optimalan rad buotina u gasliftu,

Definisanje uticaja kompresora na karakteristike rada gasnih buotina,

Odreivanje uslova rastereenja gasnih buotina pri poveanom sadraju vode i kondenzata u gasu i minimalne brzine gasa za efikasno iznoenje akumulirane tene faze na dnu gasne buotine.

Postupak sistem analize je fleksibilan pristup koji omoguava brzu dijagnozu problema u radu proizvodnih i injekcionih buotina i odreivanje parametara za ostvarivanje optimalnih uslova proizvodnje.

Uspena primena sistem analize je mogua ukoliko su izabrani odgovarajui modeli za proraun pada pritiska u bilo kom delu proizvodnog sistema, kao to je prikazano na slici 8.1. Pad pritiska ne zavisi samo od protoka fluida, ve takoe od dimenzija i ostalih karakteristika pojedinanih modula sistema. Pogrean izbor korelacija i korienje netanih ulaznih podataka moe dovesti do velikih greaka u proceni proizvodnih mogunosti i karakterisitika buotine.

Rad mnogih buotina za naftu i gas nije regulisan na takav nain da se ostvaruju optimalni uslovi proizvodnje. Vrlo est razlog za to je i primenjena metoda opremanja dna buotine, koja ne omoguava ostvarivanje realnih proizvodnih mogunosti buotine. Ako je primenjena i mehanika metoda eksploatacije tada se usled neadekvatno izabranih tehnolokih parametara rada ne dobija potrebna efikasnsot rada.

Primena sistem analize moe doprineti poboljanju tehnike opremanja, izboru one geometrije buotine koja e omoguiti efikasno dreniranje leita i korienje leine energije, minimiziranje energetske potronje i ekonominiju eksploataciju. Pionirski radovi Gilberta (1954) i Ninda (1964) bili su osnova za kasniju detaljniju razradu svih kljunih principa, primenu sloenih algoritama i kompjuterskih programa. Iako je u poetku intezivne primene sistem analiza bila prevashodno usmerena na optimizaciju visokoproduktivnih buotina, u poslednjih nekoliko godina ona postaje nezamenljiv postupak za analizu rada niskoproduktivnih (marginalnih) buotina koje se nalaze u zavrnoj fazi eksploatacije. Nalaenje optimalnih parametara rada i priprema podataka za projektovanje bilo koje mehanike metode eksploatacije primenom sistem analize je nezamenljiv korak u fazi izrade projekata primene ili analize rada buotina kod kojih je primenjena mehanika metoda. Prema nekim podacima koje se mogu nai u brojnoj literaturi(5) najvee procentualno poveanje proizvodnje je dobijeno kod niskoproduktivnih naftnih i gasnih buotina. U sluaju naftnih buotina poveanje proizvodnje nakon uraene sistem analize i realizovanih preporuka koje su proizale iz te analize u nekim sluajevima je bilo 2-3 puta vee u odnosu na proizvodnju koju su buotine imale pre izvrene analize. Slini rezultai su dobijeni i u sluaju eksploatcije niskoproduktivnih gasnih buotina. U sluaju gasnih buotina smanjenje prenika tubinga i pritiska na povrini je bila odluka u veini sluajeva. Sistem analizom se mogu predvideti sve opcije i varijante pre nego to se donese odluka o promeni naina opremanja ili uslova rada. Jedan od najvanijih aspekata primene sistem analize je dijagnoza problema i prepoznavanje buotina koje bi mogle da ostvare veu proizvodnju. Zbog toga se sistem analiza primenjuje kao efikasan dijagnostiki alat za utvrivanje uzroka koji su doveli do smanjenja proizvodnje i tipa proizvodnog problema. Ukoliko je proizvodnja buotine manja od programirane, primenom sistem analize mogu se identifikovati oni faktori koji imaju najvei uticaj na smanjenje proizvodnje, kao i komponente proizvodnog sistema koje dovode do dodatnih restrikcija protoka. esto se u praksi deava da je programirana proizvodnja nerealno odreena zato to su korieni pogreni ulazni podaci o leitu i buotini. Primena sistem analize moe nam pomoi da utvrdimo koji podatak je doveo do pogrene procene proizvodnih mogunosti buotine i da se dodatnom korekcijom njegove vrednosti ostvari podeavanja sa realnim potencijalom buotine.Osnovni zahtev za analizu proizvodnih mogunosti buotina je odreivanje sadanje karakteristike utoka fluida u buotinu. Da bi se to ostvarilo potrebno je raspolagati kvalitetnim podacima testiranja i mora se izabrati odgovarajui model IPR uzimajui u obzir karakterisitke leinog sistema i kvalitet raspoloivih podataka. Nakon toga se mogu izabrati modeli za ostale komponente proizvodnog sistema da bi se definitivno predvidele karakteristike rada buotine.

Da bi se izvela optimizacija rada proizvodnog sistema, bilo koja komponenta se mora analizirati odvojeno, a nakon toga se vri procena ponaanja celog sistema. Uticaj promene parametara za bilo koju komponentu proizvodnog sistema je od velike vanosti za ceo sistem i moe se grafiki prikazati kao to e to kasnije biti pokazano. Na slici 8.4 prikazan je opti algoritam novog modela sistem analize rada buotina. Kao to se moe videti sa prikazanog dijagrama, predvia se korienje dvostepene procedure podeavanja izraunatih i merenih podataka. Ovakav pristup treba da obezbedi pouzdano predvianje budueg ponaanja buotine i dobru karakterizaciju fluida.

Dvostepena procedura podeavanja stvarne i oekivane proizvodnje pri izvoenju sistem analize obuhvata:

1 Priprema ulaznih podataka za sistem analizu.

Podaci o buotini (dubina, unutranji prenik eksploatacione kolone, spoljni i unutranji prenik tubinga, hrapavost cevi, pritisak i temperatura na glavi buotine, unutranji prenik i duina cevovoda, prenik i poloaj dizne, gradijent fluida u buotini, podaci testiranja buotine itd.)

Podaci o fluidu (sastav gasa, nafte i vode, sadraj vode, zapreminska masa nafte, kondenzata, gasa i vode, PVT karaktersitike nafte, gasa i vode, ...).

Karakteristike leita (pritisak, temperatura, drenani radijus buotine, ukupna i efektivna monost otvorenog sloja, poroznost, propusnost, anizotropnost, ukupni kompresibilitet sistema, skin faktor,...).

Podaci o opremanju (broj perforacija po metru otvorenog intervala, prenik i duina perforacije, tip opremanja, propusnost kompaktne zone oko perforacija, nain i uslovi otvaranja proizvodnog intervala, podaci o gravel-pack sistemu,...).

Podaci o karaktersitinim funkcionalnim krivama sistem analize (kriva utoka - IPR i kriva karakteristike vertikalnog protoka-VLP, parametri za analizu osetljivosti sistema).2 Karakterizacija ugljovodonika primenom modeliranja sastava ugljovodonika.

3 Iterativna procedura podeavanja i uporeivanje izraunatih i laboratorijskih podataka (prvi stepen podeavanja).

4 Izbor jednog parametra za izvoenje klasine sistem analize ili nekoliko parametara za multivarijantnu analizu.

5 Izbor take reenja u kojoj e se izolovati uticaj promene izabranog parametra za analizu osetljivosti sitema.

6 Izbor odgovarajuih metoda za odreivanje funkcionalnih krivih sistem analize u izabranoj taki (kriva ulaska i izlaska fluida iz nodalne take).

7 Grafiki prikaz rezultata sistem analize i ispitivanje uticaja promene izabrane komponente na proizvodne mogunosti buotine. Uporeivanje izlaznih (izraunatih podataka) sa podacima merenja proizvodnje na polju.

8 Ako je dobijeno zadovoljavajue meovanje izraunatih i realnih podataka proizvodnje, izabrati i ispitati uticaj sledeeg parametra za analizu osetljivosti sistema.

Opti dijagram toka opisane procedure sistem analize je prikazan na slici 8.4.

Slika 8.4 Opti dijagram toka jedno-parametarske sistem analize buotina

8.3. SISTEM ANALIZA ERUPTIVNIH BUOTINA

Sistem analiza rada eruptivnih naftnih i gasnih buotina praktino predstavlja nalaenje reenja funkcije protoka fluida kroz proizvodni sistem pri kom se uspostavljaju uslovi stabilnog rada buotine. U postupku optimizacije proizvodnje trai se koren funkcije gradijenta (izvoda) da bi se dobile maksimalne ili minimalne vrednosti funkcije cilja.

Praktino, postupak sistem (nodal) analize obuhvata traenja reenja funkcije tako da u taki reenja (presek karaktersitinih krivih ulaska i izlaska fluida iz nodalne take) nema razlike pritiska. To reenje, kao to se moe videti sa slike je stabilan protok fluida koje e buotina dostii pri datim uslovima rada (Slika 8.5).

Slika 8.5 Reenje funkcije protoka postupkom sistem analize

U sluaju eruptivnih naftnih i gasnih buotina sistem analiza se najee koristi za izbor odgovarajueg naina opremanja dna buotine i prenika tubinga. Sistem analiza eruptivnih buotina, kao i svih ostalih buotina, je traenje ekstremene vrednosti funkcije cilja, pri emu se vrednosti jednog parametra menjaju, a svi ostali parametri zadravaju konstantne vrednosti. Ako je funkcija cilja npr. maksimalni protok pri stabilizovanim uslovima rada buotine, tada se izabrani parametar osetljivosti (npr. prenik tubinga) menja u onom opsegu koji e obezbediti odreivanje maksimuma funkcije cilja. Kada se utvrdi maksimalna vrednost funkcije, onda se trai optimalna vrednost izabranog parametra osetljivosti. Kada je potrebno izvriti optimizaciju funkcije sa jednom promenljivom, tada se rezultati prorauna prikazuju kao zavisnost izabrane promenljive (parametra osetljivosti) i kriterijuma funkcije cilja. Za takvu vrstu analize dovoljne su dve karakteristine krive. Sloeniji problem se javlja kada je potrebno optimizirati funkciju cilja sa vie promenljivih, posebno ako se promenljive ne mogu meusobno povezati. Na kraju ovog dela bie posebno obraen problem izvoenja sistem analize postupkom tzv. multivarijantne optimizacije.

Kada se vri sistem analiza rada eruptivnih buotina metode optimizacije funkcije jedne promenljive za parametre osetljivosti uglavnom se biraju:

leini pritisak (pad leinog pritiska je od posebnog znaaja za planiranje duine eruptivnog rada buotina),

sadraj vode i kondenzata (trajanje eruptivnog rada naftnih buotina je najee povezano sa promenom sadraja vode tokom ivotnog veka buotine, a za gasne buotine je od poednkog znaaja i sadraj tenog kondenzata),

faktor zagaenja (skin) pribuotinske zone (efekti izvoenja stimulativnih metoda direktno se mogu predvideti ukoliko je poznata vrednost skin faktora),

broj, prenik i duina perforacija (analiziraju se uticaj i efekti razliitih geometrijskih parametara perforacija za sluajeve buotina bez i sa ugraenim gravel-packom),

prenik tubinga (analizira se uticaj gubitka energije u vertikalnom stubu pri razliitim protocima),

prenik dizne (promena prenika dizne je od posebnog znaaja za regulaciju rada buotina),

prenik naftovoda i pritisak separacije.

Taka reenja moe da bude na dnu ili povrini, to zavisi od toga koji parametar je izabran, ali je najbolje da taka reenja prvo bude izabrana na dnu, a nakon toga na povrini.

8.3.1. ANALIZA UTICAJA PROMENE LEINOG PRITISKA

Promena karakteristika utoka nafte i gasa u buotinu je najee uslovljena padom leinog pritiska tokom proizvodnog veka buotine. Prognoza trajanja eruptivnog rada buotine direktno je vezana za promenu IPR. Metode za prognozu budue IPR predstavljaju osnovu za izvoenje sistem analize uticaja pada leinog pritska. Ako se leini pritisak izabere kao parametar sistem analize, neophodno je raspolagati i sa podacima o promeni leinog gasnog faktora i sadraja vode. U veini sluajeva pri izvoenju sistem analize, ako je funkcija cilja zavisna samo od jedne promenljive, promene sadraja vode i gasnog faktora se ne analiziraju istovremeno. Zbog toga se sve vie namee potreba razvoja multivarijantnog modela sistem analize, da bi se istovremeno pratio uticaj veeg broja meusobno zavisnih parametara.

Dodatno smanjenje karakteristike utoka fluida u buotinu uglavnom nastaje usled smanjenja propusnosti pribuotinske zone pri postojanju bilo koje vrste oteenja nastalog u toku buenja, opremanja, proizvodnje ili ak stimulativnih radova. Ukoliko se broj razradnih buotina povea, smanjuje se efektivna povrina drenae pojedinane buotine to moe dovesti do dodatne redukcije utoka fluida. Ukoliko se leini pritisak smanji ispod pritiska zasienja dolazi do izdvajanja gasa. Efekti dvofaznog protoka kroz leite i pribuotinsku zonu se ispoljavaju kroz smanjenje efektivne propusnosti za naftu. Izdvajanje gasne faze dovodi do poveanja viskoznosti nafte u leinim uslovima, to direktno utie na poveanje otpora kretanju fluida u leitu i dovodi do dodatnog pada pritiska. U sluaju gasnih buotina, poveava se sadraj vode i kondenzata i dolazi do postepenog prestanka eruptivnog rada gasne buotine. Ukoliko se leini pritisak naglo smanjuje tokom eksploatacije, to je karakteristika leita gde su elastini i reim rastvorenog gasa dominantni mehanizmi istiskivanja nafte, poveava se kompakcija sistema i smanjuje ukupna poroznost i apsolutna propusnost.

U niskopropusnim leitima dodatno smanjenje propusnosti produava trajanje prelaznog reima i smanjuje utok fluida. Na slici 8.6 je prikazan uticaj promene leinog pritiska na rad eruptivne naftne buotine.

Slika 8.6 Uticaj promene leinog pritiska i uslova u pribuotinskoj zoni na IPR

Primer 8.1 Analiza uticaja leinog pritiska

U tabeli 8.1 prikazani su podaci o buotini B-1 neophodni za izvoenje sistem analize, a na slici 8.7 rezultati prorauna.

PODACIVREDNOSTJEDINICA

Leini pritisak (Pr)220.15bar

Leina temperatura (Tr)128.4oC

Monost proizvodnog intervala(ht)33m

Broj perforacija (np)241/m

Duina perforacije (Lp)0.23m

Prenik perforacije (Dp)12.8mm

Skin faktor (S)4

Poroznost leita (()0.08

Propusnost leita (K)16.5(m2

Viskoznost nafte ((o)1.75mPas

Zapreminski faktor za naftu (Bo)1.24m3/m3

Gasni faktor (GOR)24m3/m3

Zapreminska masa nafte (o)881.6kg/m3

Relativna gustina gasa0.7

Sadraj vode0%

Unutranji prenik eksploatacione kolone (Dic)0.125m

Unutranji prenik tubinga (Dit)0.062m

Duina tubinga (Lt)2143.35m

Nagib buotine ((w)0Stepen

Unutranji prenik cevovoda (Dif)0.059mm

Pritisak u separatoru4.5bar

Duina cevovoda (Lf)950m

Nagib cevovoda ((f)0Stepen

Slika 8.7 Prognoza eruptivnog rada buotine uticaj pada leinog pritiska

8.3.2. ANALIZA UTICAJA PROMENE SADRAJA VODE

U veini sluajeva zbog nepoznavanja geolokog i razradnog modela leita i nedovoljnog broja podataka metoda geofizikog karotaa i hidrodinamikih merenja buotina, nije mogue egzaktno utvrditi energetske odnose u kasnijoj fazi razrade. U tim sluajevima sistem analiza se koristi u cilju simulacije budueg ponaanja buotine pretpostavljajui sadraj vode. Uvek je analiza uticaja promene sadraja vode vezana i za analizu uticaja promene leinog pritiska. Osnovni cilj takve analize je da se utvrdi priblina granina vrednost sadraja vode pri kojoj e doi do prestanka eruptivnog rada buotine. Za analizu su korieni isti ulazni podaci (Tabela 8.1), a rezultati prorauna su prikazani na slici 8.8. Kao to se moe videti sa slike, ukoliko bi sadraj vode bio 70% do prestanka eruptivnog rada e doi odmah na poetku proizvodnje. Tanost predvianja trajanja eruptivnog rada usled poveanja sadraja vode pre svega je povezana sa izborom adekvatnog modela za proraun pada pritiska pri protoku fluida kroz kanal buotine.

Primer 8.2 Analiza uticaja promene sadraja vode

Slika 8.8 Prognoza eruptivnog rada buotine (uticaj poveanja sadraja vode)

8.3.3. ANALIZA EFEKATA STIMULATIVNIH RADOVA

Sistem analiza moe se koristiti za dijagnozu problema i utvrivanje uzroka smanjenja proizvodnje buotina, kao i za procenu moguih efekata stimulativnuh radova, kao to je to prikazano na slici 8.9.

Slika 8.9 Uticaj oteenja i stimulacija na proizvodnju

esto se odluka o izvoenju stimulativnih radova (kiselinska obrada i/ili hidrauliko frakturiranje) donosi na osnovu nedovoljnog poznavanja stvarnih uzroka i nedovoljnog broja podataka. Izboru pogrenog kandidata za primenu stimulativnih metoda prethodi nepotpuna analiza svih komponenti proizvodnog sistema i pogrena procena znaaja pojedinih komponenti. Ukoliko sistem analizom nisu utvreni stvarni uzroci smanjenja proizvodnje buotine, odluka o stimulativnim i remontnim radovima moe predstavljati nepotrebne dodatne trokove sa mogunou da se uslovi u pribuotinskoj zoni pogoraju usled dodatnog zagaenja zbog precipitacije produkata reakcije kiseline i stene ili brzog zatvaranja stvorenih fraktura usled nedovoljne vrstoe i gubitka propanta.

U narednom primeru prikazana je primena sistem analize za utvrivanje mogue proizvodnje buotine i kako se eventualno poveanje proizvodnje, usled primene stimulativnih metoda moe, minimizirati zbog primene neadekvatnog prenika tubinga. Za proraun efikasnosti protoka koriena je metoda Standinga (deo 3.5).

Primer 8.3 Sistem analiza efekata stimulativnih radovaLeini pritisak

Pr=240 bar

Dubina buotine:

Hw=3048 m

Sadraj vode:

WC=0%

Gasni faktor:

GOR=142.6 m3/m3Prenik tubinga:

Dit=62 mm

Podaci merenja:Proizvodnja- Qo (m3/d)

Pritisak na ustima- Pwh (bar)

159

63.43

318

43.4

Rezultati prorauna:

Slika 8.10 Sistem analiza efikasnosti stimulativnih radova

8.3.4. ANALIZA UTICAJA EFEKATA OPREMANJA BUOTINE

Pri analiziranju uticaja naina opremanja buotine na efikasnost protoka nafte korienjem sistem analize, od posebnog znaaja je ispitivanje osetljivosti sistema na promenu geometrijskih parametara perforacija (broj, prenik i duina perforacija), uslova napucavanja (pozitivni ili negativni diferencijalni pritisak), metode opremanja dna buotine (otvoreno dno, zacevljena buotina, gravel-pack), monosti i poloaja otvorenog intervala.

Metode za proraun pada pritiska kroz perforacije i gravel-pack su detaljno objanjene u delu 4 i kao to je zakljueno pad pritska kroz opremu dna buotine moe biti ukljuen u IPR ili se moe izolovati da bi se detaljno analizirao uticaj razliitih parametara i metoda opremanja. Kada su efekti opremanja kombinovani sa padom pritska kroz leite, za svaki izabrani nain opremanja ili promenu nekog geometrijskog faktora perforacije dobijaju se razliite krive utoka, kao to je prikazano na slici 8.11.

Postupak izvoenja sistem analize u cilju utvrivanja efekata opremanja i izbora optimalne varijante opremanja obuhvata nekoliko koraka i izvodi se na slian nain kao i u prethodnim sluajevima. Dodatni koraci koje je potrebno izvesti nakon izraunavanja IPR i karakteristike vertikalnog protoka fluida (VLP) su odreivanje raspoloivog pritiska na dnu (razlika pritiska sa IPR i VLP krive). Nakon toga se odreuju krive pada pritiska za razliite protoke, za izabrane varijante opreamanja i napucavanja. Presene take krivih pada pritiska kroz opremu dna buotine (perforacije i(ili gravel-pack) i krive rasploivog pritiska na dnu (sistem (P kriva) predstavljaju moguu proizvodnju buotine. Opisani postupak je prikazan na slici 8.12a, a na slici 8.12b su rezultati primene sistem analize naina i uslova opremanja.

Slika 8.11 Uticaj broja perforacija na IPR

Slika 8.12a Postupak sistem analize utiacaja opremanja

Slika 8.12b Primer sistem analize uticaja broja perforacija

U sluaju da je zbog problema peska primenjen gravel-pack sistem, potrebno je izvriti detaljnu analizu uticaja broja i prenika perforacija, propusnosti gravela da bi se definisala granina vrednost pada pritiska kroz gravel. Prema iskustvenim podacima veine vodeih servisnih kompanija, kao i podacima koji su dobijeni simulacijom na fizikim modelima, kritina vrednost pada pritiska kroz gravel-pack sistem je izmeu 15-20 bara za sluaj jednofaznog protoka. Pri dvofaznom protoku dozvoljena vrednost pada pritiska je manja. Pri projektovanju gravel-pack sistema treba uzeti u obzir i promene do kojih moe doi zbog zagaenja gravela, a koje se pre svega manifestuju u dodatnom padu pritiska. Ako su prisutni efekti turbulentnog protoka (visoko produktivne naftne i gasne buotine), pad pritiska usled turbulentnog kretanja postaje ograniavajui faktor.Na slici 8.13 prikazani su rezultati sistem analize buotine koja je opremljena gravel-packom. Da bi se pokazao negativan uticaj zagaenja gravela pretpostavljena je niska propusnost gravel-pack sistema. Taj uticaj posebno dolazi do izraaja pri manjem broju perforacija, kao to je prikazano na slici 8.13. Veina problema niske produktivnosti, buotina sa ugraenim gravel-packom, reava se korienjem istih filtriranih radnih fluida bez suspendovanih materija i gline.

Na osnovu slinih analiza za svaki konkretan sluaj vri se izbor optimalnih tehnolokih parametara i predlau odgovarajua tehnika reenja.

Slika 8.13 Sistem analiza rada buotine koja je opremljena gravel-pack sistemom

8.3.5. IZBOR OPTIMALNOG PRENIKA TUBINGA

U delu 2 je istaknuto da se najvei gubici pritiska (vie od 80%), javljaju pri kretanju fluida kroz tubing. Pitanje optimizacije korienja raspoloive energije na dnu ili povrini se zbog toga svodi na pitanje minimiziranja ireverzibilnih gubitaka energije usled trenja i proklizavanja fluida. Ukupna energetska, odnosno, termodinamika efikasnost protoka se poveava, ukoliko su gubitci usled nepovratnih procesa minimalni, istovremeno, produava se eruptivni rad buotina, minimiziraju se kapitalni i operativni trokovi, to sve zajedno doprinosi ekonominijoj eksploataciji buotina.

Odreivanje optimalnog prenika tubinga jedan je od osnovnih zahteva pri izboru konane varijante opremanja buotina. Efikasnost iznoenja fluida sa dna na povrinu je u najveoj meri zavisna od izabranog prenika tubinga.

Izbor prenika tubinga treba izvriti pre buenja nove buotine, jer prenik tubinga diktira izbor unutranjeg prenika proizvodne kolone, a to praktino znai i odluku o preniku kanala buotine. U sluaju buenja istranih ili istranokonturnih buotina, kada je obim podataka (geolokih, buakih i proizvodnih) sa kojima se raspolae ogranien, izbor veliine tubinga, odnosno prenika buenja se mora izvriti na osnovu drugih kriterijuma, koji prevashodno zavise od koncepcije istraivanja novog prostora. Izbor tubinga i preporuka za prenik proizvodne kolone moe se izvriti i u sluaju kada je na raspolaganju ogranien broj informacija i kada su karakteristike leita date kao verovatni opseg vrednosti. U takvim sluajevima, moe se primeniti modifikovani koncept sistem analize koji razmatra iskljuivo kanal buotine i ukljuuje dodatna ekspertna pravila za analizu podataka prorauna dinamikih pritsaka na dnu, zavisno od namene buotine i tipa fluida koji e se proizvoditi. Primena koncepta fuzzy logikih sistema i definisanje ekspertnih pravila moe biti od velike pomoi u procesu donoenja odluke.

Razmiljanja kroz koje donosioc odluke mora proi neminovno dovodi do generisanja logikog stabla pretraivanja, jer veina podataka o leitu i buotini su fuzzy logike promenljive, iji su osnovni atributi visoko, veoma, nisko, to znai da se egzaktne vrednosti ne mogu definisati, i da je na raspolaganju opseg verovatnih vrednosti. Klasian pristup, koji obuhvata mehanizam zakljuivanja ako...onda ne moe dovesti do pravilnog reavanja. Kada vrednost promenljive zavisi od specifinih okolnosti (lokacije buotine, vremena, uslova u leitu itd.) tada donoenje odluke zasnovanu na skupu fuzzy vrednosti za izabrane promenljive i fuzzy (ekspertnim) pravilima, koja definiu eksperti (specijalisti) za odreene oblasti, moe dovesti do reenja sa najmanjim stepenom rizika.

Nee se dublje ulaziti u ovu oblast jer to zahteva detaljnija objanjenja pojedinanih komponenti fuzzy logikih sistema, tako da se italac upuuje na brojnu literaturu, a ovde se navode samo neke bitne postavke neophodne za izbor optimalnog prenika tubinga.

definisanje maksimalne i minimalne vrednosti dinamikog pritiska na dnu korienjem iskustvenih podataka o radu buotina,

utvrivanje uslova stabilnog i nestabilnog protoka,

definisanje opsega protoka tako da se obuhvati ostvarivanje ciljne (planirane) proizvodnje,

razvoj analitikih funkcija koje definiu pripadnost odreene promenljive nekom skupu vrednosti fuzzy promenljive,

odreivanje teinskih faktora, pomou kojih se vri podeavanje vrednosti izlaznih promenljivih za razliite situacije. Teinski faktori se izvode na osnovu specijalistikog znanja ili iskustvenih podataka.

Krive zavisnosti dinamikog pritiska na dnu i proizvodnje buotine prikazane na slikama 8.14 do 8.17 pokazuju da je za bilo koje definisane vrednosti ulaznih parametara unutar koji postoji prihvatljivo reenje za postavljeni skup kriterijuma, mogue odrediti optimalni prenik tubinga. Prikazane slike pokazuju da do veliog gubitaka pritiska zbog trenja dolazi u sluajevima kada je u buotinama ugraen tubing malog prenika za relativno visoke proizvodnje, ili je za male proizvodnje izabran veliki prenik tubinga. Najei problem koji se javlja pri donoenju odluke konanom opremanju visoko-produktivnih buotina je instaliranje velikog prenika tubinga na startu eksploatacije kao dodatne mere sigurnosti. Kasnije, kada doe do promene uslova u leitu i prirodnog pada proizvodnje, ugraeni tubing velikog prenika se pojavljuje kao jedan od glavnih problema za ostvarivanje optimalne proizvodnje. Nisu retki sluajevi u praksi da je period eruptivnog rada buotina znatno skraen zbog neadekvatno izabranog prenika tubinga.

Preliminarni izbor optimalnog prenika tubinga moe se izvesti korienjem tabele 8.2, ako se oekivana proizvodnja buotine nalazi u prikazanom opsegu vrednosti.

Slika 8.14 Dinamiki pritisak na dnu (nisko-produktivna buotina)

Slika 8.15 Dinamiki pritisak na dnu (srednje-produktivna buotina)

Slika 8.16 Dinamiki pritisak na dnu (visoko-produktivna buotina)

Slika 8.17 Izbor optimalnog prenika tubinga na osnovu kriterijuma stabilnosti protoka

Tabela 8.2 Preliminarni izbor optimalnog prenika tubinga

Proizvodnja buotine (m3 ( dan)Optimalni prenik tubinga (mm)

( 1026.7

10-3035.0

30-6040.8

60-10050.7

100-15062.0

( 15076.0

Ako se leini gasni faktor poveava, tada se podruje optimalne proizvodnje buotine smanjuje. Na osnovu objanjenja koja su data u delu 5, lako se zakljuuje da se prikazane oblasti optimalnih protoka mogu promeniti zavisno od vrednosti ostalih parametara u sistemu (pritisak na glavi buotine, fizike karakteristike fluida, sadraj vode itd.).

Vei prenik tubinga od optimalnog dovodi do poveanja faktora zaostajanja tene faze usled velike razlike brzine tene i gasne faze. Ta razlika je najvea blizu povrine buotine. Pri takvim uslovima protoka dvofazni koeficijent trenja je povean kao i ukupni ireverzibilni gubici energije. Minimizacijom razlike brzina tene i gasne faze izborom optimalnog prenika tubinga dinamiki pritisak na dnu e imati minimalnu vrednost. Na taj nain, za savladavanje hidraulikih otpora u buotini e se utroiti minimalna koliina raspoloive energije na dnu, odnosno, najvei deo te energije e se koristiti za podizanje fluida na povrinu i poveanje termodinamike efikasnosti i stabilnosti rada buotina i produenju eruptivnog perioda.

Sistem analizom rada buotine iji su podaci prikazani u tabeli 8.1 ispitan je uticaj prenika tubinga. Rezultati su prikazani na slici 8.18.

Za analiziranu buotinu je vidljivo da promena prenika tubinga nema bitnijeg uticaja na proizvodnju. Oigledno je da se pri niskoj proizvodnji minimalni dinamiki pritisci ostvaruju tubingom relativnog malog prenika.

Slika 8.18 Ispitivanje uticaja prenika tubinga

8.3.6. ANALIZA UTICAJ DIZNE I PROTOKA KROZ CEVOVOD

Gotovo sve eruptivne naftne i gasne buotine, kao i odreeni broj buotina sa mehanikom metodom proizvodnje su opremljene diznama na povrini u cilju kontrole pritiska i regulacije proizvodnje. Dizne su postavljaju na ustima buotine ili na kolektoru za sabiranje. Poloaj dizne ima znaajan uticaj u sluajevima kada se radi o relativno dugakim cevovodima. Pri analizi uticaja prenika dizne i uslova protoka kroz cevovod nodalna taaka se uzima na povrini, tj. glavi buotine, kao to je to prikazano na slici 8.20. U prethodnom poglavlju je detaljno objanjena fizika protoka jednofaznog i dvofaznog protoka kroz diznu i istaknuto je da ostvarivanje kritnog protoka predstavlja vaan preduslov stabilnog rada buotina (pritisak ispred dizne je priblino dva puta vei od pritska posle dizne). Na slici 8.19 je prikazana slika koja ilustruje uticaj poloaja dizne na moguu proizvodnju buotine. Kao to se moe videti sa slike, proizvodnja buotine je vea ukoliko se dizna nalazi na kolektoru. Dva faktora utiu na ovaj efekat. Prvi je da pritisak ispred dizne treba da bude dva puta vei od pritiska iza dizne da bi se postigli kritini uslovi protoka, a drugi je da su gubici pritiska usled trenja i usled veeg srednjeg pritiska u cevovodu nii.

Kada je dizna na glavi buotine, da bi se ostvarili uslovi kritinog protoka, pritisak ispred dizne treba da bude jednak (kriva izlaska fluida iz nodalne take):

(8.1)U sluaju kada je dizna na kolektoru, pritisak na glavi buotine je:

(8.2)

Slika 8.19 Uticaj poloaja dizne na proizvodnju (taka analize na glavi buotine)

Postupak sistem analize uticaja prenika dizne, ako je nodalna taka na glavi buotine (slika 8.20) moe se opisati sledeom procedurom:

Slika 8.20 Poloaj nodalne take reenja pri izvoenju sistem analize uticaja dizne

1) Kada je nodalna taka na povrini celokupan sistem je ponovo podeljen u dve komponente. Separator i cevovod za transport fluida su jedna, a leite i tubing su druga komponenta sistema. Traenje reenja obuhvata proraun koji poinje od krajnjih taaka oba podmodula (komponente). Separator je krajnja taka sa konstantnim separatorskim pritiskom. Pretpostavljajui razliite protoke neophodno je odrediti pritisak na glavi buotine, koji je potreban za transport fluida do separatora, uzimajui u obzir pad pritiska kroz cevovod. Dobijene vrednosti pritiska, prikazane na slici 8.21 predstavljaju krivu karakteristike horizontalnog protoka (HLP), ili, krivu izlaska fluida iz nodalne take. Korienjem odgovarajueg IPR modela odrediti dinamike pritiske na dnu za razliite protoke. Tako odreeni dinamiki pritisci su polazne take za proraun raspoloivog pritiska na glavi buotine korienjem korelacija za proraun pada pritiska u stubu buotine. Rezultat prorauna je kriva karakteritstike vertikalnog protoka (VLP), odnosno, kriva ulaska fluida u nodalnu taku.

2) Sledei korak je proraun razlike pritiska na glavi buotine korienjem podataka o pritisku ispred i iza nodalne take.

Slika 8.21 Nodal analiza proizvodnog sistema (uticaj dizne)

3) Izraunati potreban pritisak ispred dizne korienjem korelacija za proraun pada pritiska kroz diznu, odnosno, definisati karakteristiku rada dizne uzimajui u obzir reim protoka fluida kroz diznu (kritian ili podkritian protok).

4) Konana reenja analize osetljivosti sistema za razliite prenike dizne predstavljaju presene take krivih karaktersitike rada dizne i ukupne karkteristike sistema (kriva razlike pritisaka), kao to je prikazano na slici 8.22. Mogue proizvodnje buotine su take preseka karakteristinih krivih pada prtiska kroz diznu i sve ostale komponente sistema.

Slika 8.22 Karakteristika rada buotine pri razliitim prenicima dizne(kompletno reenje problema)

Iz prikazanih dijagrama moe se lako zakljuiti da je pritisak na glavi buotine parametar koji kontrolie proizvodnju buotine.

Uticaj prenika dizne, ukoliko je taka reenja na povrini, moe se odrediti ako se u proraun karakteristike horizontalnog protoka ukljui i dizna. U tom sluaju nije potrebno posebno raunati karakteristiku dizne. Do istog reenja se dolazi ukoliko je taka reenja na dnu. Take preseka krive karakteristike utoka (ulaz u nodalnu taku) i krive izlaska fluida iz nodalne take (horizontaln protok, dizna i protok kroz stub buotine) predstavlju traena reenja. Na slici 8.23 su prikazana opisani postupci analize uticaja dizne.

Slika 8.23 Sistem analiza uticaja dizne (reenje na dnu i povrini sa ukljuivanjem protoka kroz diznu u karakteristine krive izlaska fluida iz nodalne take)

Izlazni rezultati primene kompjuterskog programa za sistem analizu uticaja dizne na proizvodnju buotine su prikazani na slici 8.24. Analiza je raena uzimajui taku reanja na dnu i povrini. Kao to se moe videti sa slike postoji granina vrednost prenika dizne kada dalje poveanje u cilju regulisanja rada buotine nee dati oekivane efekte. U razmatranom sluaju poveanje prenika dizne od 10 na 12 mm nema praktino uticaj na proizvodnju. Prema obliku krive dinamikog pritska na dnu (bez jasno izdvojene zone minimalnog pritiska) ostvarie se nestabilan rad buotine ukoliko se koristi dizna manjeg prenika (Dch=3 mm).

Regulacija rada buotine, saglasno programiranoj proizvodnji se, moe ostvariti korienjem odgovarjueg prenika dizne. Sistem analiza daje odgovor koji prenik dizne treba koristiti.

Slika 8.24 Sistem analiza uticaja dizne sa reenjima na dnu i povrini

8.3.7. NODAL ANALIZA GASNIH I GASOKONDEZATNIH BUOTINADefinisanje zavisnosti protoka gasa i kondenzata i pada pritiska predstavlja osnovni problem proizvodnog gasnog inenjerstva. Problem je sloeniji ukoliko se radi o viefaznom protoku (prisustvo vode i kondenzata). Simulacija ponaanja gasne i gasokondenzatne buotine u takvim uslovima mogua je jedino primenom sistem analize. Problem se obino reava na dva naina:

zavisnost protoka i pritiska se analizira u odreenim takama proizvodnog sistema. To su najee krajnje take sa konstantnim pritiskom - dno buotine i separator ili glava buotine,

pretpostavlja se da je protok unutar sistema konstantan.

Sve komponentne proizvodnog sistema se modeluju korienjem razliitih analitikih jednaina i numerikih modela (Poglavlje 3.3) u cilju prorauna gubitka pritiska kao funkcije protoka fluida. Zbir pojedinanih padova pritiska je ukupni pad pritiska kroz sistem za dati konstantni protok.

Ukupni pad pritiska u sistemu pri protoku gasa predstavlja razliku izmeu srednjeg leinog i pritiska u separatoru, kao to je prikazano na slici 8.25 (hipotetiki profil pada pritiska u proizvodnom sistemu).

Slika 8.25 Profil pada pritiska u sistemu za proizvodnju gasa

Treba uoiti da je za razliku od naftnih buotina, kod gasnih buotina pad pritska kroz diznu najvei.

Leini pritisak (Pr) i separatorski pritisak (Psep) predstavljaju krajnje take sistema (ulaz - izlaz) i to su jedine take u sistemu sa konstantnim pritiscima i ne menjaju se sa protokom.

Kao i u sluaju naftnih buotina mogua proizvodnja gasne ili gasokondezatne buotine predstavlja presek dve karakteristine krive, kao to je prikazano na slici 8.2.Matematiki modeli protoka gasa u uslovima jednofaznog ili viefaznog protoka (Poglavlja 3.3 i 6 predstavljaju osnovu za razvoj univerzalnog modela sistem analize. Prouavajui specifinosti razliitih modela uoeni su odreeni nedostaci, koji se pre svega odnose na definisanje karakteristika i specifinosti viefaznog protoka gasa. Bez primene modifikovanih modela za IPR, protok kroz perforacije, vertikalan stub, diznu i horizontalni cevovod, ne mogu se, u mnogim sluajevima rada sa praktinim podacima, dobiti zadovoljavajui rezultati i ostvariti dobro podeavanje izraunatih i realnih podataka u buotini i na polju.

Blok dijagram prikazan na slici 8.4 takoe se moe kortisti za izvoenje sistem analize rada gasnih i gasokondenzatnih buotina.Posebna oblast prouavanja protoka u gasnim i gasokondenzatnim buotinama predstavlja odreivanje minimalne brzine strujanja gasa potrebne za iznoenje kapljica vode i kondenzata. Najvie primenjen metod predvianja ispadanja kapljica tene faze u uslovima turbulentnog protoka je model Turnera. Bilans izmeu gravitacionih sila koje deluju na dole i uzlazne sile turbulentnog protoka, u kombinaciji sa kriterijumom za maksimalnu veliinu kapljica tenosti, omoguava analitiko odreivanje minimalne brzine gasa. Dodatna provera se vri primenom kriterijuma za minimalni protok gasa i nodal analize, kao to je prikazano na slici 8.26.

Slika 8.26 Provera minimalne brzine gasa za iznoenje tenosti

Kritine brzine se odreuju za uslove na povrini i dnu buotine. Kao to se moe videti sa slike, potreban protok gasa se razlikuje za uslove na dnu i povrini i za praktino reavanje problema treba koristiti reenje na dnu. Istovremeno, moe se zakljuiti da se primenom modela Turnera dobija vei protok nego to je to stvarno potrebno (taka A). Reenje u taki A se dobija primenom postupka sistem analize upotrebom korelacija za viefazne protoke (Gray, Duns-Ros i dr.) i odgovarajueg modela za IPR.

Sistem analizom predvia se mogua proizvodnja buotine uz istovremeno definisanje uticaja pojedinih komponenti na uslove rada proizvodnog sistema. Cilj sistem analize je da se izabranom opremom i tehnolokim parametrima rada ostvari optimalan i ekonomian rad proizvodnog sistema.

U narednom delu grafiki su prikazani rezultati primene sistem analize gasnih i gasokondezatnih buotina.

Primer 8.4 Sistem analiza rada gasne buotine

U ovom primeru prikazan je karakteristini deo sistem analize rada jedne buotine. Nodal analiza je uraena za svaki deo proizvodnog sistema (leite, perforacija, tubing, dizna, naftovod...), a prikazani deo je izabran zbog najveeg uticaja na rad buotine i pad pritiska (gubitka energije).

Tabela 8.3 ULAZNI PODACI ZA SISTEM ANALIZU

R.B.PODATAKJED.VREDNOST

1.LEINI PRITISAKbar122

2.LEINA TEMPERATURA0C83

3.SADRAJ KONDENZATAcm3/m3120

4.SADRAJ VODEd.j.0

5.GUSTINA KONDENZATAkg/m3716

6.RELATIV. SPEC.TEINA GASAd.j.0.744

7.VISKOZITET GASAmPas0.016

8.PRENIK BUENJAm0.25

9.PRENIK PERFORACIJEmm12.7

10.DUINA TUNELA PERFORACIJEmm229

11.ODNOS PROPUSNOSTI Kc/Krd.j.0.1

12.UNUTRANJI PRENIK TUBINGAmm62

13.HRAPAVOST ZIDA TUBINGAd.j.0.0001

14.UNUTRANJI PRENIK CEVOVODAmm59

15.NAGIB CEVOVODAo0

16.SEPARATORSKI PRITISAKbar50

Na slikama 8.27. i 8.28 prikazani su rezultati sistem analize rada buotine. Uporeivanjem rezultata hidrodinamikih merenja i rezultata preseka krivih, moe se zakljuiti da je postignuto zadovoljavajue slaganje, pa se dobijena reenja mogu dalje koristiti za ispitivanje uticaja pojedinanih komponenti.

IPR kriva, prikazana na slici 8.27 je raunata korienjem podataka hidrodinamikih merenja pri razliitim reimima protoka (tri protoka). Oblik IPR krive pokazuje da je proizvodni potencijal buotine veoma dobar.

Slika 8.27 Sistem analiza (reenje na dnu)

Slika 8.28 Sistem analiza (reenje na povrini)Uticaj prenika tubingaUticaj prenika tubinga analiziran je u cilju reavanja problema zaostajanja i sakupljanja kondenzata na dnu buotine. Potrebno je odabrati takav prenik tubinga koji osigurava brzinu protoka gasa dovoljnu da ponese sa sobom i tenu fazu.

Za uslove proizvodnje:

pritisak na ustima buotine Pwh = 106.5 bar

zapreminska masa kondenzata (c =716.3 kg/m3 temperatura na ustima buotine Twh = 300 K

faktor komresibiliteta Z = 0.8728

1)minimalna brzina protoka koja osigurava iznoenje tene faze izraunata je po jednaini:

2)Da bi se ova brzina ostvarila kroz razliite prenike tubinga, potrebne su i odreene koliine gasa qgmin (m3/dan), koje se raunaju po jednaini:

Izraunate vrednosti qgmin za razliite prenike tubinga prikazane su u tabeli 8.4.

Tabela 8.4

Dit(mm)qgmin (m3/dan)

20.935 151

35.0514 447

40.8919 662

50.6730 192

Uzimajui u obzir izraunatu vrednost qgmin u odnosu na planiranu proizvodnju gasa i razliku u ceni tubinga, vri se izbor optimalnog prenika tubinga.Uticaj prenika dizne

Sistem analiza uticaja prenika dizne na rad buotine prikazana je na slikama 8.29 i 8.30. Moe se zakljuiti da mala promena dizne utie na znaajnu promenu proizvodnje fluida, to je jo jedan dokaz dobrog proizvodnog potencijala buotine.

Slika 8.29 Uticaj dizne (reenje na dnu)

Slika 8.30 Uticaj dizne (reenje na povrini)Profil pada pritiska u sistemu za proizvodnju gasa

Za postojee leine uslove, programiranu proizvodnju, izabranu buotinsku i povrinsku opremu i uslove separacije, sistem analizom je izraunat profil pada pritiska za ceo proizvodni sistem i prikazan je na slici 8.31. Moe se zakljuiti da je najvei pad pritiska (gubitak energije) na dizni. Ovaj pad pritiska je izazvan regulacijom proizvodnje. Ovako visok pritisak ispred dizne (raspoloivi pritisak) i definisan energetski reim u leitu omoguavaju eruptivan rad buotine na sistemskom pritisku do kraja veka eksploatacije (zavodnjenja).

Slika 8.31 Profil pada pritiska za analiziranu buotinu

Pperf

2

3

6

8

1

SEPARATOR

2

POVRINSKA DIZNA

3

GLAVA BUOTINE

5

DUBINSKA DIZNA

6

LEITE

1

1B

1A

5

7

8

DNO BUOTINE

PERFORACIJE I OPREMA DNA

1A

1B

7

REZERVOAR

ODVOD GASA

Pr

Pvf

4

4

SIGURNOSNI VENTIL

Psv

Pdch

Pch

Phf

PROTOK FLUIDA

Kriva izlaska fluida iz

nodalne take (2)

Kriva ulaska fluida u nodalnu taku (1) - IPR

MODEL PROTOKA

KROZ LEITE

MODEL PROTOKA KROZ PERFORACIJE

MODEL PROTOKA KROZ BUOTINU

MODEL PROTOKA

KROZ DIZNU

MODEL PROTOKA KROZ CEVOVOD

SEPARATOR

Ulaz: Podaci o leitu

Ulaz: Podaci o perforacijama

Ulaz: Podaci obuotini

Ulaz: Podaci o dizni

Ulaz: Podaci o

cevovodu

Ulaz: Pritisak

separacije

IZLAZ:

PROTOK FLUIDA I PRITISAK

IPR

Modeli

PROTOK FLUIDA

STABILNI USLOVI PROTOKA

PRITISAK U TAKI REENJA

IPR1

IPR2

IPR3

VLP

Pr3

Pr1= Pr2

S3

S2

S1

VLP

FE=1.5

FE=1

FE=O.5

PROTOK

PRITISAK

VLP

Np3

Np2

Np1

Protok fluida

Pritisak na dnu

Protok fluida

VLP

IPR

Pritisak na dnu

Sistem (P

12

24

36

PRITISAK NA GLAVI BUOTINE (bar)

BEZ DIZNE

DIZNA NA KOLEKTORU

DIZNA NA GLAVI BUOTINE

Kriva ulaska fluida u nodalnu taku

PROTOK FLUIDA (m3/d)

Pr

Pwf

Gas

2

3

4

5

1

SEPARATOR

2

DIZNA

3

GLAVA BUOTINE

4

DNO BUOTINE

5

LEITE

NODALNA TAKA

1


PRITISAK NA

GLAVI BUOTINE (bar)

Pritisak ispred nodalne take (dizne)

(P1

(P2

(P3

(P4

IPR+STUB BUOTINE

CEVOVOD

Pritisak iza nodalne take (dizne)


SISTEM (P(bar)

D1ch

D2ch

D3ch

D4ch

D5ch

(P

IPR

Dch + cevovod + stub buotine

Dch + cevovod

IPR+stub buotine


PRITISAK NA GLAVI BUOTINE (bar)

VLP

IPR

KRITINA BRZINA GASA NA POVRINI

KRITINA BRZINA GASA NA DNU PO TURNER-U

BRZINA GASA NA DNU

BRZINA GASA NA POVRINI

qg

Pwf

EMBED Excel.Sheet.8

EMBED Excel.Sheet.8

EMBED Excel.Sheet.8

EMBED Excel.Sheet.8

EMBED Excel.Sheet.8

A

EMBED Word.Picture.8






PROFIL PADA PRITISKA U PROIZVODNOM SISTEMU

Proizvodni sistem

Pritisak

LEITE

PERFORACIJA

DIZNA

GASOVOD

TUBING

DA

NE

NE

DA

PRIKAZ REZULTATA

POSTIGNUTO JE ZADOVOLJAVAJUE SLAGANJE

PODEAVANJE RAUNATIH I MERENIH PODATAKA

HORFLOW

Modeli

VERFLOW

Modeli

PERF

Modeli

POSTUPAK PODEAVANJA IZRAUNATIH I LABORATORIJSKIH PODATAKA

PRIMENA PVT MODELA

(ANALITIKIH I KOMPOZIT)

SASTAV GASA JE POZNAT

IZBOR TAKE REENJA, TIPA PROTOKA, TIPA BUOTINE, MODELA ZA IPR I VLP, KOMPONENTI SISTEMA I PARAMETARA ZA ANALIZU OSETLJIVOSTI

PRIPREMA ULAZNIH PODATAKA ZA SISTEM ANALIZU: LEITE, BUOTINA, FLUIDI, CEVOVOD

SISTEM ANALIZA NAFTNIH I GASNIH BUOTINA

21

_955383400.doc

Sistem analiza uticaja broja perforacija

0

50

100

150

200

250

0

20

40

60

80

100

120

Protok fluida (m3/d)

Pritisak (bar)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Pritisak (bar)

IPR

VLP (Dit=62 mm)

Sistem dP

Np=12 otv/m

Np=24 otv/m

Np=36 otv/m

_989058022.doc

Sistem analiza uticaja poveanja sadraja vode

0

50

100

150

200

250

300

0

20

40

60

80

100

120


Dinamicki pritisak (bar)

IPR (Pr=220 bar)

IPR (Pr=200 bar)

IPR (Pr=186.2 bar)

IPR (Pr=172.4 bar)

IPR (Pr=163.9 bar)

VLP (Sw=0%)

VLP (Sw=40%)

VLP (Sw=70%)

PRESTANAK

ERUPTIVNOG RADA PRI

Sw+40%

DO PRESTANKA ERUPTIVNOG RADA E DOI

ODMAH NA POETKU PROIZVODNJE AKO JE

Sw+70%

_989058469.doc

Sistem analiza efekata stimulativnih radova

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

0.00

500.00

1000.00

1500.00

2000.00

2500.00

3000.00

Protok ( m3/d)

Pritisak (bar)

IPR (FE=0.5)

IPR (FE=1.3)

Dit=62 mm

Dit=76 mm

Dit=88.3 mm

IPR pre stimulacije

IPR posle stimulacije

_955383566.doc

Sistem analiza uticaja leinog pritiska

0

50

100

150

200

250

300

0

20

40

60

80

100

120


Dinamicki pritisak (bar)

IPR (Pr=220 bar)

IPR (Pr=200 bar)

IPR (Pr=186.2 bar)

IPR (Pr=172.4 bar)

IPR (Pr=163.9 bar)

VLP

_955407027.doc

Sistem analiza uticaja dizne (Reenje na dnu i povrini)

0

50

100

150

200

250

0

20

40

60

80

100

120


Pritisak na dnu (bar)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Pririsak na glavi buotine (bar)

IPR

Dch=3mm

Dch=5mm

Dch=10 mm

Dch=12 mm

Dch=3 mm (Re. na povrini)

Pwh (VLP)

Dch=5mm (Re.na povrini)

Dch=10mm(Re.na povrini)

Dch=12 mm(Re.na povr.)

_953871051.xlsChart3

105.042816365466.3467505068

106.308002040867.0844882031

106.40246004569.1625642935

106.109433389971.8887463975

105.628180201174.9507025745

105.034542671680.0459190005

104.361615576693.3872502379

103.6280147272106.7278920007

102.844771715120.069223238

102.0180918104133.4098650009

101.1500434369146.7511962382

100.2440739668160.0918380011

99.3008728747173.4331692384

98.321129635186.7738110013

97.3048442477200.1151422386

96.2527061873213.4557840014

95.1626470304226.7971152388

94.033287828240.1377570016

IPR-kriva

VLP-kriva

PROTOK GASA (1 000 m3/d)

RASPOLOIVI PRITISAK (bar)

SISTEM ANALIZA - Reenje na povrsini

BV2PIPR

333.331523.52962.28

666.671541.87972.98

10001543.241003.12

1333.331538.991042.66

1666.661532.011087.07

20001523.41160.97

2333.331513.641354.47

2666.6715031547.96

30001491.641741.46

3333.331479.651934.95

3666.661467.062128.45

40001453.922321.94

4333.331440.242515.44

4666.671426.032708.93

50001411.292902.43

5333.331396.033095.92

5666.661380.223289.42

60001363.843482.91

TABELA br IV.2. SISTEM ANALIZA BUSOTINE BV-2 - resenje na povrsini

PROTOK GASA (1 000 m3/d)DINAMICKI PRITISAK (bar)DINAMICKI PRITISAK (bar)

SISTEM dPTDC-kriva

9.44105.0466.35

18.88106.3167.08

28.32106.4069.16

37.76106.1171.89

47.19105.6374.95

56.63105.0380.05

66.07104.3693.39

75.51103.63106.73

84.95102.84120.07

94.39102.02133.41

103.83101.15146.75

113.27100.24160.09

122.7199.30173.43

132.1498.32186.77

141.5897.30200.12

151.0296.25213.46

160.4695.16226.80

169.9094.03240.14

BV2PIPR

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

IPR-kriva

VLP-kriva


RASPOLOIVI PRITISAK (bar)

SISTEM ANALIZA - Reenje na povrsini

_955382971.doc

Sistem analiza uticaja prenika tubinga

0

50

100

150

200

250

0

20

40

60

80

100

120


Pritisak (bar)

150

170

190

210

230

250

270

290

IPR

VLP (Dit=62 mm)

VLP (Dit=50.8 mm)

VLP (Dit=42.2 mm)

VLP (Dit=32 mm)

VLP (Dit=88.9 mm)

_955383349.doc

Sistem analiza uticaja GP

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00


Pritisak (bar)

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

Raspoloivi pritisak na dnu (bar)

Np=12 (Perf)

Np=12 (Perf+GP)

Np=24 (Perf)

Np=24 (Perf+GP)

Np=36 (Perf)

Np=36 (Perf+GP)

SistemDp (Perf+GP)

_955382721.doc

_953819089.unknown

_949286939.unknown


121.388187923276.739888856776.739888856776.7398888567

120.7387029606104.018257284378.067816710178.0678167101

120.0885285236153.924488754786.220162991882.3136005736

119.4369751376203.872088694113.657110550387.3405590259

118.7840428026254.7077317668140.822405162891.2319530054

118.1304209931305.0690163957167.9711523876108.3798728609

117.4754202347355.1448585888195.7769687944125.325776693

116.8197300018404.9752478661224.179870103142.3833753913

IPR-kriva

Dch=2.7 mm

Dch=3.8 mm

Dch=4.8 mm


DINAMICKI PRITISAK NA DNU (bar)

UTICAJ DIZNE - Reenje na dnu

BV2DIZD

3751760.591113.021113.021113.02

7501751.171508.661132.281132.28

11251741.742232.491250.521193.86

15001732.292956.921648.461266.77

18751722.823694.232042.461323.21

22501713.344424.662436.221571.92

26251703.845150.952839.511817.7

30001694.335873.683251.462065.1

TABELA br IV.4. SISTEM ANALIZA UTICAJA DIZNE - resenje na dnu

PROTOK GASA (1 000 m3/d)DINAMICKI PRITISAK (bar)DINAMICKI PRITISAK (bar)DINAMICKI PRITISAK (bar)DINAMICKI PRITISAK (bar)

IPR-krivaTIC-kriva Dd= 2.7 mmTIC- kriva Dd=3.8 mmTIC-kriva Dd=4.8 mm

10.62121.3976.7476.7476.74

21.24120.74104.0278.0778.07

31.86120.09153.9286.2282.31

42.47119.44203.87113.6687.34

53.09118.78254.71140.8291.23

63.71118.13305.07167.97108.38

74.33117.48355.14195.78125.33

84.95116.82404.98224.18142.38

BV2DIZD

IPR-kriva

Dch=2.7 mm

Dch=3.8 mm

Dch=4.8 mm



UTICAJ DIZNE - Reenje na dnu


106.919565906966.43569271566.43569271566.435692715

106.610681338791.44569009567.460941270667.4609412706

105.392379928137.168190405373.86546973970.169197038

103.7493622361182.8913801998.487292985373.2601111433

101.7864283843228.6138805003123.109116231675.0430921552

99.5311573519274.3363808105147.730939477990.0515726913

96.9835491388320.0595705953172.3527627243105.0600532274

94.1208510873365.7820709056196.9738964961120.069223238

IPR-kriva

Dch=2.7 mm

Dch=3.8 mm

Dch=4.8 mm


PRITISAK NA POVRSINI (bar)

UTICAJ DIZNE - Reenje na povrsini

BV2DIZP

3751550.74963.57963.57963.57

7501546.261326.31978.44978.44

11251528.591989.461071.331017.72

15001504.762652.621428.441062.55

18751476.293315.771785.551088.41

22501443.583978.922142.661306.09

26251406.634642.082499.771523.77

30001365.115305.232856.871741.46

TABELA br IV.5. SISTEM ANALIZA UTICAJA DIZNE - resenje na povrsini

PROTOK GASA (1 000 m3/d)PRITISAK NA POVRSINI (bar)DINAMICKI PRITISAK (bar)DINAMICKI PRITISAK (bar)DINAMICKI PRITISAK (bar)

SISTEM dPTDC kriva Dd= 2.7 mmTDC kriva Dd=3.8 mmTDC-kriva Dd=4.8 mm

10.62106.9266.4466.4466.44

21.24106.6191.4567.4667.46

31.86105.39137.1773.8770.17

42.47103.75182.8998.4973.26

53.09101.79228.61123.1175.04

63.7199.53274.34147.7390.05

74.3396.98320.06172.35105.06

84.9594.12365.78196.97120.07

BV2DIZP

IPR-kriva

Dch=2.7 mm

Dch=3.8 mm

Dch=4.8 mm


PRITISAK NA POVRSINI (bar)

UTICAJ DIZNE - Reenje na povrsini


121.460582743878.703512183

120.883492601977.420400171

120.305023511179.0413546795

119.726554420281.8716474303

119.146706380485.244556599

118.566168866191.1037107517

117.9849418773105.8129593624

117.4023359395120.4898026724

116.8197300018135.1321722583

116.2357451151149.7393786456

115.6503812794164.3314165943

115.0650174437178.9724072312

114.4782746591193.7354348516

113.8901529254208.5722362415

113.3013417173223.506943008

112.7118410348238.5112866973

112.1209614032253.2970669756

111.5293922972268.0614735449

IPR-kriva

VLP-kriva



SISTEM ANALIZA - Reenje na dnu

BV2DIPR

333.331761.641141.5

666.671753.271122.89

10001744.881146.4

1333.331736.491187.45

1666.661728.081236.37

20001719.661321.35

2333.331711.231534.69

2666.671702.781747.56

30001694.331959.93

3333.331685.862171.79

3666.661677.372383.43

40001668.882595.78

4333.331660.372809.9

4666.671651.843025.09

50001643.33241.7

5333.331634.753459.32

5666.661626.183673.77

60001617.63887.91

TABELA br IV.1. SISTEM ANALIZA BUSOTINE BV-2 - resenje na dnu

PROTOK GASA (1 000 m3/d)DINAMICKI PRITISAK (bar)DINAMICKI PRITISAK (bar)

IPR-krivaVLP-kriva

9.44121.4678.70

18.88120.8877.42

28.32120.3179.04

37.76119.7381.87

47.19119.1585.24

56.63118.5791.10

66.07117.98105.81

75.51117.40120.49

84.95116.82135.13

94.39116.24149.74

103.83115.65164.33

113.27115.07178.97

122.71114.48193.74

132.14113.89208.57

141.58113.30223.51

151.02112.71238.51

160.46112.12253.30

169.90111.53268.06

BV2DIPR

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

IPR-kriva

VLP-kriva



SISTEM ANALIZA - Reenje na dnu


122.04

120.5

120.4

106.5

52.9

50

LEITE

PERFRACIJA

DIZNA

GASOVOD

TUBING

74,5%

19,3%

0,1%

2,1%

4,0%

qg=25000 m3/dan Dch=2.7 mm

Pr=122 bar

Psep=50 bar

Proizvodni sistem

Pritisak (bar)


Chart1

122.04

120.5

120.4

106.5

52.9

50

&L&"Britannic Bold,Bold Italic"&11RADNA VERZIJA&R&"Britannic Bold,Bold Italic"&11PADPRIT2.XLS

LEITE

PERFORACIJA

DIZNA

NAFOVOD

TUBING

35.04%

62.56%

1.79%

0.54%

0.07%

Buotina Rus-5

q=45 m3/dan dd=3.2 mm

psl=330bar

psep=50bar

Proizvodni sistem

Pritisak (bar)


Sheet1

Profil pada pritiska u proizvodnom sistemu

Uslovi rada:protok: 25000 m3/danBv-2

prenik dizne: 2,7 mm

leini pritisak: 122,04bar

separatorski pritisak: 50 bar

Proizvodni sistemAktualni pritisakPad pritiskaPostotak pada pritiska

(mesto pada prit.)(bar)(bar)(%)

poetni prit.122.0400.00

leite120.51.52.10

perforacija120.40.10.10

tubing106.513.919.30

dizna52.953.674.50

gasovod50.02.94.00

&L&"Courier New,Bold"RADNA VERZIJA&C&"Courier New,Bold"Page &P&R&"Courier New,Bold"&F

Sheet1

&A

Page &P

LEITE

PERFRACIJA

DIZNA

GASOVOD

TUBING

74,5%

19,3%

0,1%

2,1%

4,0%

qg=25000 m3/dan Dch=2.7 mm

Pr=122 bar

Psep=50 bar

Proizvodni sistem

Pritisak (bar)


Sheet2

&A

Page &P

Sheet3

&A

Page &P

Sheet4

&A

Page &P

Sheet5

&A

Page &P

Sheet6

&A

Page &P

Sheet7

&A

Page &P

Sheet8

&A

Page &P

Sheet9

&A

Page &P

Sheet10

&A

Page &P

Sheet11

&A

Page &P

Sheet12

&A

Page &P

Sheet13

&A

Page &P

Sheet14

&A

Page &P

Sheet15

&A

Page &P

Sheet16

&A

Page &P

_949286872.unknown

predavanje sistem analiza

Documents