modelul fizic al zac de hidrocarburi

5/12/2018 Modelul Fizic Al Zac de Hidrocarburi

1/62

S.N.P. PETROM S.A.I.C.P.T. cAMP INA

Centrul de Perfectionare si Instruire,(C.P.I.)

MODELUL FIZICAL ZACAMINTELOR DE HIDROCARBURI

CURS PENTRU PERFECTIONAREA PERSONALULUI DIN S.N.P.(suport de prezentare)cod: SZ12 - I - 2003

Elaborat:ing. Mihai Obreajaning. Elena Tudora

Lectori:ing. Mihai Obreajaning. Elena Tudora

CAMPINA - APRILIE 2003F-lS2-0l Ed.l Rev.O


2/62


3/62

TITLUL: MODELUL FIZIC AL ZACAMINTELOR DEHIDROCARBURI.

Codul cursului: SZ12 - I - 2003 curs nouDurata: 5 zile (30 ore de curs)Perioada: 24.03 - 28.03. 2003Obiective: conturarea elementelor constitutive ale conceptului de "rezervoir management IIprin actualizarea cunostintelor privind definirea, caracterizarea -si utilitatea unor parametrifizico-chimici ai zacamintelor de hidrocarburi pentrucaracterizarea si anticiparea comportariizacamantului . la diverse tehnici, procese, meta de de deschidere, stimulate; extractie,recuperare, ritmuri de exploatare etc.Participanti: - salariati cu studii superioare din unitatile SNP PETROM SA care lucreazain cadrul compartimentelorlserviciilorlbirourilor de inginerie de zacamant, geologic, deproductie,

- salariati ai lCPT, cercetatori ~i proiectanti din laboratoare sicompartimentele care colaboreaza la realizarea studiilor si proiectelor de exploatare azacamintelor, utilizand ea specificatii de referinta date ~1 informatii din categoria celorcuprinse in tematica programului.Nivelul cursului: initiere

~ perfection are /aprofundarespec ializare

Pregatire anterioara: Recomandare de pregatire ulterioara:Tematica:- presiunea si temperatura de zacamant;- gradienti de presiune si de temperatura;- proprietatile fizico-chimice ale fluidelor in conditii standard si de zacamant;- determinarea proprietatilor fizice ale rocii magazin 9i ale sistemului roca-fluid;- metode de determinare a parametrilor rocii: analiza carotelor mecanice,cercetari hidrodinamice, interpretarea cantitativa a diagrafiei geofizice;- corelarea datelor obtinute din carote cu eele rezultate din interpretareacantitativa a diagrafiilor.Metode: -explicatii: istorii de caz; discutii,Organizare: S.N.P. PETROM S.A.

I.C.P.T. - CampinaLectori:ICPT- Divizia Exploatare: ing, Mihai Obreajan; ing. Elena Tudora.Lector coordonator tematic: ing. Mihai ObreajanLoc de desfasurare: I.C.P.T. - Sediul nou C.P.I.Numar de cursanti: minim: 4 maxim: 10Inforrnatii suplimentare: coordonator program, ing. Daniela Vintila, tel. 0244/337555 sau334831 int 309Servicii postinstruire: consultanta, (cornanda ferma)"Alte servicii asigurate la cerere (comanda ferrna, tel.lfax 0244-335096) * :

- masa 1 1 1 regim de pensiune cornpleta sau demipensiune- cazare* costul serviciilor 1 1 1 1 este inclus in costul cursu lui

C : \T g _ CD _CP 1_ 03 \GTG 22PH \Cal _I _0 3 \Cu rs lI r i\ SZ 1 2_ 1 _3 .DOC F-lSl-01 Ed.l Rev. 0


4/62


5/62

SOCIETATEANATIONALAAPETROLULUIPEtROMS.A.SUCURSALA INSTITUTUL DE CERCETARISI PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINAE T R O M_ Esenla mi~c(lr;;

Modelul fizic al zdcdmintelor de hidrocarburi

Lectori: ing. Mihal Obreajaning. geolog Elena Tudora

Objective: deflnlrea unor notiuni teoretice fundamentale referitoare lamodelul fizic al zacamintelor de petrol;

stabilirea datelor Decesare pentru realizarea modelului fizic; analiza cantitatii, a calitatii si a gradului de reprezentativitate a, ,informatiilor existente;

prezentarea unor tehnici de prelucrare a datelor primare; analiza influentei modelului fizic asupra modului de conducere aexploatarii unui zacamant de hidrocarburi.

Modelul fizic al ziiciimbltelor de hidrocarburi


6/62

~ PETROM- E sen la mi~cariiSOCIETATEA NATIONALA A PETROLULUIPEtROMS.A.

SUCURSALA INSTITUTUL DE CERCETARISI PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINAJ sDespre petrol

Instructiuni A.N.R.M.:... substanteleminerale combustibile, constituite din amestecuri

de hidrocarburi naturale acumulate in scoarta terestra, denumitegeneric PETROL, care in conditii de suprafata se prezinta in staregazoasa sau lichida ~ise exploateaza prin sonde.

Petrolul cuprinde urmatoarele substante:

titei, gaze asociate - gaze dizolvate in titei- gaze din capul primar de gaze

gaze naturale libere - gaze sarace- gaze bogate- gaze Cll condensat

-+condensat amestecuri de gaze combustibile naturale

Modelul fisic al ziiciimintelor de hidrocarburi 2


7/62

SOCIETATEA NATIONALA A PETROLULUIPEtROMS.A.SUCURSAlA INSTITUTUL DE CERCETARISI PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINAE T R O M_ E senta mi~corjj

Despre zdcdmdntAcumularea naturalii de petrol - este caracterizata de prezenta

hidrocarburilor in roci colectoare cu capacitate de curgere, in condltiileexistentei unei capcane de natura structurala, stratigrafica, litologica saucombinata,

Ziicdmdntul de petrol - 0 acumulare naturala de petrol, intr-un rezervorseparat sub un singur sistem de presiune.

Colectorul - 0 roca poros - perrneabila, capabila sa acumuleze si sa cedeze,fluide, constituit din matricea rocii silsau fisuri.l

Obiectivul de exploatare - un zacamant sau mai multe zacaminte, insuccesiune verticala, din cadrul unei structuri petrolifere, puse in exploatareneselectiv, prin una sau mai multe sonde.

Structura petroliferd - reprezinta totalitatea zacamintelor care se succedpe orizontala ~ipe vertical a in cadrul unei structuri geologice.

Resursa de petrol - reprezinta totalitatea cantitatllor sau a volumelor delpetrol dintr-o acumulare naturala descoperita ~i/sau nedescoperlta.

Rezerva de petrol - reprezinta partea din resursa care se considera capoate fi recuperata in conditii tehnice de extractie existente sau proiectate ~ieconomice specificate.

Modelul fizic al ziiciimintelor de hidrocarburi 3


8/62

P E T R O M- E se n fa m i? co rii

SOCIETATEA NATIONALA A PETROLULUIPEtROMS.A.SUCURSAlA INSTITUTUl DE CERCETARI51 PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINAJ

Diagrama de stareA o DO

Cp

Eo

/

T E M P E R A T U R A

Legends: C - punetul eriticC, - ericondenbarCT - cricondentermZona hasurata - zona de eomportare retrograda

Domenii de existentii:T


9/62

SOCIETATEANATIONALAAPETROLULUIPEtROMS.A.SUCURSAlA INSTITUTUl DE CERCETARISI PROIECTARI TEHNOlOGICE CAMPINAE T R O M- Esen la mi~t(sr; i

Despre modelul de zdcdmiintModelul de zacamant cuprinde:

- modelul geologic- modeluI fizic- modelul produetiv (partial)

Modelul de zacamant, imagine simplificata a unei realitati foarteeomplexe, reprezinta rezultatul unei interpretari unitare ~i eritice, calitativesi cantitative a tuturor informatiilor geologice, fizice si hidrodinamice, ,existente la data de referinta: geometria eapcanelor ~i acumuHirilor dehidrocarburi, litologia, presiunea initiala ~i temperatura de zacamflnt,distributia areala si spatiala a proprletatilor fluidelor si rocii magazin,, " , ,dlstributia ~ievolutia presiunilor de za,dimant in raport eu timpul, eu debitele~i productille cumulative, etc. (AI. Vernescu)

Modelul de zacamant are un caraeter dinamic, perfectlonabil ~i estenecesar pentru:

- eaIculul resurselor de hidrocarburi;- stabilirea metodei optime de exploatare;- efectuarea programelor de lucrari Ia sonde;- stabilirea tratamentelor chimice necesare pentru transportul

si procesarea fluidelor extrase, etc.

Modelul fizic at zdcdmintelor de hidrocarburi 5


10/62

,P E T R O M- E se n fa m j~c or ii

SOCIETATEANATIONALAAPETROLULUIPEtROMS.A.

5UCURSALA INSTITUTUL DE CERCETARI51 PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINA

Adiincimea de referintdAdancimea de referinta se poate stabili 1a:- adancimea medie a zacamantului, care reprezinta adancimea, exprimata

in m.s.n.m., a planului ce imparte resursa in doua parti egale;- contactul initial titei - apa;- contactu1 initial gaze - titei;

Obs. In cazul zacarnintelor cu grosimi mai mari de 20 - 30 m se recornandautilizarea ca adancime de referinta a adancimii medii, in timp ce la stratele cugrosimi mici se pot utiliza rara probleme si adancimile contactelor initiale dintrefluide.

Presiunea initiald de ziiciimiintIn functie de numarul masuratorilor de presiune, pentru determinarea

presiunii initiale de zacamant se procedeaza astfel:- cand se dispune de mai multe masuratori de presiune, se reprezinta pe 0

diagrama valorile de presiune statica masurate in zona saturata cu titeisau in imediata apropiere a acesteia, in conditii initiale de exploatare, infunctie de adancime (in ill.s.n.m.), apoi se traseaza dreapta gradientuluide presiune in zona saturata cu hidrocarburi ~i se stabileste astfe1presiunea initials de zacamant la adancimea medie;

Modelul fizlc al ziiciimintelor de hidrocarburi 6


11/62

SOCIETATEA NATIONALA A PETROLULUIPEtROMS.A.

SUCURSALA INSTITUTUL DE CERCETAR I51 PROIECTARI TEHNOlOGICE CAMPINA,

Presiunea initiald de ziiciimiint (continuare)- cand se dispune de 0 singura masuratoare de presiune, considerata

concludenta (stabilizata), atunci aceasta se reduce la adancimea de referinta si esteacceptata ca valoare initiala;

Presiunea statica masurata in gaura de sonda la 0 adancime Hl l1as se aduce laadancimea medie (de referinta) Hmedie folosind relatia:

P medie :::::P mas + (H medie - H mas) ~~unde Pmedic este presiunea la adancimea medie a zacamantului;Y 1 este densitatea titeiului din gaura de sonda,

Densitatea titeiului In gaura de sonda se citeste pe diagrama PVT lapresiunea masurata sau, de preferat, se utilizeaza gradientul de presiune stabilitprin statiile facute cu rnanornetrul In apropierea adancimii la care s-a executatmasura toarea.

- cand nu se dispune de masuratori initiale de presiune, atunci se folosestegradientul de presiune detenninat pe 0 structura adiacenta ~l se calculeazapresiunea initial a la adancimea de referinta.

Gradientul de presiune reprezinta cresterea de presiune pe unitatea deadancime si se exprima in at/m sau, mai frecvent, In at/10 m.

Modeled fizic al ziiciimintelor de hidrocarburi 7


12/62

SOCIETATEA NATIONALAA PETROLULUIPEtROMS.A.

5UCURSALA IN5TITUTUL DE CERCETA.RI51 PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINAfP E T R O M_ E senfa mi~carii

Variatia gradientilor depresiune ~idefisurare eu adiineimea

GRAD1ENTIl Dtt PRESIUNE ::;1FISVRARE r;:STJMATJ I'" I J0m:;;1DENSITATEA FLUIOULur DE FORAJ (y.,) (10' kg / .......I 3 I I 7 . 1 2,1

--~

1000

Pontian-Sa7-i11alian-

+Badenian?

Oligocen

?OligocenEocen- - -CrctacicSuperior3~OO~------L------AL-~--~--~--~--~ __~ __~~~ __~ __~ __~ __~ __~ __~

Modelul fizic al ziiciimintelorde hidrocarburi


13/62

P E T R O M_ Esento mi~corij

SOCIETATEA NATIONALAA PETROLULUIPEtROMS.A.SUCURSAlA INSTITUTUL DE CERCETARISI PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINA

o..

..

1400

E 1500d, . . ;E-i .~ 1550-U,~~ 0C1>

01,2B " " 0130Ci

IfI E0 : : : ::lQ.I 01,26 ~ :> 120'0 11 >VI "0c

1,24 0 :; 1100 ,_C1> .2.2 < . : >: : : > .- 0~r-l.22 oJ>- - _ 100' e : : . '": 2[3 .s:1,20 0". ',IB IV IV 80N "0'" .E-0 .-

1.16 0 0 : : : 70'" .~::l Ci .~_.2 . . . .VI '"-' i,14 '" 00 '" '-' 60u, "0oJ OJ+ = - :; :: :: : . .1,12 2- ::> 500 0

1/1 IfIIV c1,10 "0 "0 40.g ~13- "tn-

l,oB 0:: : Q.l 30

.1,06 20

1,04 10

ANALIZAPVTo Fuctnr ul de v o l u m 0 1 Iite iu lu i, IRs1

( f L o )I f L ' " )IPQsl{P g }rB q 1[po.l. .

Qote'orlfLq:

II1I1l - eI~I~I~I!I ' : ' : 'I.~l ' eI '~I.::1 '0I~I :~I c1 ~I .~Id :

28285,5 17

R atio de solulie, ,[J Coeficienlul dE viscozilote dinomico 01 Iileiului Coeficientul de vjscozitale dincmico ol' ~pe'1I Densilateo Qozelor ie~ite din ,olu!ie Oensiloteo fozei gQZ003e sub pr e aiun et) Foctorul de velum Q I 90


22/62

PETROM_ E senta mi~,or;;

SOCIETATEA NATIONALAA PETROLULUIPEtROMS.A.

SUC UR SA LA INST ITU TU L DE C ER CETAR ISI PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINA

5 1 6 0 0cl' "..{~:; 1 6 5 0-UZ< - (Q D arg

O . r g = densitatea argileiV ::::volumul de argilaI1r~ ~1l" '1 : :: :: porozitatea argilei din carotajul

de densitateO r = densitatea fluidului din spatiul porosO m " = densitatea matricei k . . . ~ 1M" J i pk . .: .: . . 1 N i , s , : o q'gi/~...., I . : . . : - ~ If;;:~~1 . 7 . J ; ~ : IGr,.!./t ccmpcrla

Forma de prezentare a carotajului tie densitate

34Modelul fizlc al ziiciiminteior de hidrocarburi


39/62

SOCIETATEA NATIONALA. A PETROLULUIPEtROMS.A.5UCUR5ALA IN5TITUTUL DE CERCETARI51 PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINAE T R O M_ F senta mj~,arii

Determinarea porozitdtii pe baza diagrafiilor geofizice (2) Carotajul neutronic (CN):

Se determina 0 porozitate aparenta pentru calcare, care in cazulformatiunilor diferite (silicioase sau dolomitice) se efectueaza corectia culitologia eu ajutorul unor abaee:

(4)J''-I= porozitatea utila din carotajul neutronic4 > : ; =porozitatea aparenta din carotajul neutronicV"g =volum de argila din carotajul gamma natural4 > N a r g =porozitatea neutronica a argilei

CURBA GflMMA cotoan a PO/iollTAJEA ;,JEI,JTHONICA f /l l '1"-------=-:.~___,-.!!!4~~T--I"-----,:---_"F_----,-EIJ()f)9 C lA P J Ie Illologico t,f J!l Knncr .:J"((~ ~CI':rTi" I} -J!

ON/SiP1:::::::~llJi~'p Ol'pll.::_'i

Forma de prezentare a carotajului neutronic

[:~:~; ~:\ " ';:r lP

1 : : : : : - : , : 1 Nlstjr f;r' lrlor.I : : : - : ~ = I 1 : ; : ; : ~ (~ :~~~"H' ~ : ~ ~ ~ p N m t ' a ~ 1 11 , : ' ; . r 7 1Gn!- f : ' con'lpoda F t : Q Cr;_h::. I ' cr;r.-lfl:d

iL: dSa;'Forma de prezentare .a carotajului neutronic compensat

Modelul fizic al uicdmintelor de hidrocarburi


40/62

SOCIETATEA NATIONALA. A PETROLULID~PETROMS.A.SUCURSALA INSTITUTUL DE CERCET.ARISI PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINAE T R O M_ Esenfo mj~carji

Determinarea porozitdtii pe baza diagrafiilor geofizice (3) Carotajul acustic de vitezii (CA):

Porozitatea depinde de timpul unitar de parcurs al undelor elastice:,J.. __ i1t - b..tma Cpentru roca curata: 'I' x pb..t f - b..t r n a

i1tm = timp de parcurs unitar prin matrieeb..tr = timp de parcnrs unitar-pentru fluidul din spatiulporosCp = coeficient de compactizare (pentru formatiuni neconsolidate)

- pentru roca cu continut de argila:~ef = ~A - V arg X mA,arg

$A =porozitatea aparenta determinata din carotajul acusticV.rg =volumul de material argilos din rocam,.rg =porozitatea aparenta a argilei

In cazul in care rocile sunt formate din doi sau mai multi constituenti mineralogici, cusau fara continut in material argilos, se folosesc doua metode de deterrnlnare aporozitatii: CN - CD, CN - CA si CD - CA.,Pentru determinarea porozi ta , f i i secundare (fisuri, fracturi ~i vacuole) este nevoie decele trei metode principale de determinare a porozitatii:

~ sec = ~ ND - ~ A oCt/sl/e de Y'ilezo

$ : ' - 1 0 =porozitatea totala (intergranulara ~isecundara) obtinuta din carotajul dedensitate gamma - gamma ~ineutronic

~ A= porozitatea primara (intergranulara)obtinuta din carotajul acustic de viteza.

f - IrKTrna q ~ catcor?- ni~/p pc.-os-3 - g'~v'~ or-rm(!"hilcompoc-IO 5-'c.7kur comportForma de prezentare a diagraflel acusrlce de vite:d

36Modelul f izic al zi icaminte lor de hidrocarburi


41/62

SOCIETATEA NATIONALAA PETROLULUIPEtROMS.A.5UCUR5ALA IN5TITUTUL DE CERCETARI51 PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINAE T R O M_ E senta m;~carii

Determinarea permeabilitdtii absolute!ji a saturatiei in apd din diagrafiile geofizice

Permeabilitatea nu poate fi determinata direct din diagrafiile geoflzice, fiind stabilitenumeroase formule de calcul, bazate pe corelatiile Intre porozitatea efectiva, saturatiein apa ireductibila ~i permeabilitatea absoluta,

Una din corelatille folosite de modulul EXPRESS este formula lui Timur:

K" = permeabilltatea absolutaS , , 1 = saturaria ireductibila in apa (din carote)CP.r= p oro zltatea efectlva

In scopul determinarii saturatiei in apa, respectiv in hidrocarburi, trebuie strabatute 0serie de etape ale interpretarii diagrafiilor, dupa cum urmeaza:

- determinarea grosimii efective ~i a limitei colectorului;- determinarea rezistivitatil reale a rocii, din zona necontaminata (PH);- deterrninarea rezistivitati! subzonei spalate (p.);- determinarea rezistlvitatii apei de zacamant (p,,);- determinarea porozitatii (~);

Determinarea saturatiei in apa totala:pentru roci curate se foloseste relatia lui Archie:, F - factorul de formatie

n - exponent de saturatie (I,ll + 2,2)P "I - rezistivitatea apei de zaci'imantP11 - rezistlvitatea realli a rociiS"- saruratla III hidrocarhuri

Fxp.S = It mn

S, = 1- S",pentru roci cu continut in argila se folosesc mai multe relatii: Simandoux,Poupon-Leveaux, etc., in care mai intervin volumul de argila (V",.~)~i rezistivitateaargilelor (P:lI')'

Modelu/fi':.ic at ::iiC(flllil1fe/ol' dc ltidracurhuri


42/62

SOCIETATEA NATIONALA A PETROLULUIPETROMS.A.SUCURSAlA INSTlTUTUl DE CERCETARISI PROIECTARI TEHNOlOGICE CAMPINAE TROM. . . .. . . .. . . .. E s e n f a m ; ~ c { r ri i

._: : \;-- 'H~:' ' ' :~' '~eJf' . . .~.~S.

Interpretarea cantitativd a diagrafiilor geofizice

DIAGRAFIE SINERGETICA

PE RI1 IN DE X(mOl (P-rcent)GR

{u ~Pl)

S30

S3b

52

51

Motlelulfizic ((Iziidimintelor de hidrocarhuri


43/62

SOCIETATEA NATIONALA A PETROLULUI~PETROMS.A.SUCURSA lA INSTITUTUL DE CERCETA .R ISI PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINA

o~ ; :~ ' f ~ .; : : . . 1 & ~w ..... _ _

PETROM- E sen ta mj~ciirjj

Rezultatele interpretdrii cantitative

DATA FILE NF.ME: DATE: Tue 31 Jul 01 09:14a******************************************************************************** WELL : ** ** ZONE :Coniacian+Santonian TOP"" 3058.00 BOTTOM~ 3125.00 MT **** ********************************************************************************* CUT-OFFS * ********************************************************************************** POROSITYWAT-SATPERM

NONENONENONE

5.000NONENONE

5.000NONE0.100

5.000NONE0.100

5.00050.0000.100

5.00060.0000.100

5.000 *70.000 *0.100 ********************************************************************************

* ********************************************************************************* VARIABLES * ********************************************************************************* ** THICKNESS * 67.000 67.000 67.000 67.000 17.750 47.000 60.375 ** ** AVG-POR * 14.974 14.974 14.974 14.974 16.405 15.461 15.159 ** ** AVG-SW * 55.822 55.822 55.822 55.822 46.605 51. 308 53.969 ** ** AVG-SHYD * 44.178 44.178 44.178 44.178 53.395 48.692 46.031 ** ** AVG-PERM * 3.376 3.376 3.376 3.376 4.855 3.816 3.530 ** ** AVG-SHALE * 6.456 6.456 6.456 6.456 4.246 5.468 6.083 ** ********.************************************************************************

THICKNESS IN MTAVG-SW IN %

AVG-PORAVG-SHYD

IN %IN %

AVG-PERM IN MDAVG-SHALE IN %

LEVELS CONSIDERED*****************POROSITY EQUAL TO OR GREATER THAN CUT-OFFWATER SATURATION EQUAL TO OR LESS THAN CUT-OFFPERMEABILITY EQUAL TO OR GREATER THAN CUT-OFF

39Modelul fizic al ziicaminte/or de hidrocarburi


44/62

SOCIETATEA NATIONALA A PETROLULUIPEtROMS.A.5UCURSAlA IN5T1TUTUl DE CERCETARI51PROIECTARITEHNOlOGICE CAMPINAE T R O M_ E sen!a mi~'ril

Corelatii intre parametrii determinati din carote, Pe baza valorilor de porozitate, permeabilitate paralela ~i saturalie in apa interstitial a

obtinute din analiza carotelor se reprezinta grafic:

In Kcarote =a2 +b2 Swicarote (2)10

-2

In k ~ - 3,2097 + 0 ,3 58 2 ~R 2 ~ 0 ,8 2& 1

k cuI -o ff ~ 1 rnD~ 4 ~ClItoOfT=9 %

-4

15 204 > , % 30 _ C or el ati a p erme ab ll it at e - p cr nr it m

Va ler i d e te rm i n at e d i n carole

),

" \

. . . .

40 45

n k= 8 ,8858 - 0,1512 S"

R2 = 0,5386

Cu ajutorul ecuatiilor obtinute se stabileste cut-off-ul de permeabilitate absoluta,rezultand ~icut-off-urile de porozitate ~isaturatie in apa interstitiala.

Cut-off-ul de permeabilitate se determina pe baza domeniului in care variaza valorilede permeabilitate pentru zacamantul analizat ~iin functie de metoda de exploatare.

k cut-off = [ mDS.,cut-orr=57%

-40

o " " 10 15 20 25 30S~,%

Co re ]a ii a p e rme ab il it at e s a tu r at ie i n a p 3 interslili.aliiVa lar i d e te rm i n at e d i n c ar o le

Modelul fizic al ziiciimintelor de hidrocarburi


45/62

SOCI.ETATEA NATIONALA A PETROLULUI~PETROMS.A.SUCURSALA INSTITUTUl DE CERCETARISI PROIECTARI TEHNOlOGICE CAMPINAETROM. . .. . .. . .. . E s e nf a mj~,arjj

Corelarea parametrilor fiziciobtinuti din carote cu cei din log (1)1. Determinarea porozitatii efective

Valorile indirecte obtinute din interpretarea diagrafiilor trebuie corelate cu celeobtinute din analiza carotelor mecanice, pentru a extinde gradul de cunoa~tereasupra parametrilor fizici, atfit in suprafata, cat ~i in adancime.

Se coreleaza in functie de adancimea din log (ell pas de esantionare constant)valorile de adanclme din carote (aleatorii),

Hlog,m H carcre, m Porlog,% Por-car ,% Perm-log, mD P erm -c ar, m D Swi-Iog,% Swi-Car3333.3 3333.26 22.35 24.26 27.16 1.289 50.573333.4 3333.45 22.93 20.13 12.66 0.404 50.433333.5 23.31 16.59 50.233333.6 3333.62 23.30 10.26 16.52 50.053333.7 3333.71 23.D4 12.25 13.85 0.384 49.993333.8 22.68 10.26 50.043333.9 3333.93 22.39 22.57 27.39 11.464 50.17 51.983334 22.33 26.83 50.323334.1 3334.14 22.61 22.47 19.51 0.713 50.433334.2 22.99 23.28 50.523334.3 23.31 26.60 50.573334.4 23.46 28.25 50.603334.5 3334.52 23.39 20.58 27.44 50.573334.6 3334.60 23.03 18.85 13.71 0.626 50.433334.7 . 22.56 39.12 50.163334.8 3334.77 22.09 17.11 95.22 320.241 49.72 16.51

Pentru fiecare sonda in parte (pentru un anumit strat) se reprezinta graficdependents dintrevalorile de porozitate din carote ($ earnt.) ~i cele din log ($I"~)'

O~ +- +- +- +- ~ r- r-__~o to IS 20

~Loc;l'%-30 3S 40

3S ~_, = 10,048 + 0,5531 o i l . , 30 Rl =0,558 s If! "0

J"5 . ..e . 15

e '10

Corelarla porozitate carote - porozttnte log

41Modelul fizic at zdcdmintelor de hidrocarburi


46/62

f I JPETROM_ E se n ta mj~((jrjjSOCIETATEA NATIONALA A PETROLULUIPEtROMS.A.

5UCUR5ALA IN5TITUTUL DE CERCETARI51 PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINA

Corelarea parametrilor fiziciobtinuti din earote eu eei din log (2)

Se stabileste ecuatia de regresie dintre cele doua seturi de valori:~carote::::: a3 +b, ~Iog (3)

Valorile de porozitate rezultate din interpretarea cantitativa a diagrafiilor se corecteaza folosind ecuatia(3), obtinsndu-se 0distrlbutie continua a porozitatii corectate ell adancimea:$Iog corectat = a3 +b3 ~Iog (4) Pcrczitate, %

o 5 10 15 20 252220 t---~--'---~------1----L------'- __--!2240

. . . . . . . .E 2280


47/62

SOCIETATEA NATIONALA A PETROLULUIPEtROMS.A.SUCURSALA INSTITUTUL DE CERCETARI51 PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINAE T R O M-lisenlamj~corfi

Corelarea parametrilor fiziciobtinuti din carote cu cei din log (3)2. Determinarea permeabilrtatii absolute

Pentru fiecare sonda in parte pe baza valorilor obtinute din carote,se reprezinta grafic dependenta dintre logaritmul permeabilitatii(In K e a r o t J ~i porozitate (~caroJ:

Valorile de permeabilitate absoluta corectate, se determinaintroducand valorile de porozitate corectate obtlnute din ecuatia (4),In ecuatia (1).

Se obtine distributia permeabilitatii absolute pe verticala atat in, ,sonda analizata, cat ~iin sonde in care nu se dispune de detcrrninaride carote.

Valoarea medie a.permeabilitatii (K), in fiecare sonda, este:In

IKihix, :::::i~,--lh-'Inunde h : : : : : 2 : > i este grosimea efectiva a stratului productiv.;= 1

Valoarea medie a perrneabilitatii absolute la nivelul zacamantului sedctermina ca medie geornetrlca intre valorile medii determinate insonde:

_ 11,K :::::11, I T K .SI ,;= 1

unde n, reprezinta numarul de sonde.

Modelul fizic at zdcamintelor de hidrocarburi 4 3


48/62

.

P E T R O M- E sen tc m;~l;ori;

SOCIETATEA NATIONALA APETROLULUIPEtROMS.A .SUCURSAlA INSTITUTUl DE CERCETARI51PROIECTARITEHNOlOGICE CAMPINA

Corelarea parametrilor fiziciobtinuti din carote cu cei din log (4)

3. Determinarea saturatiei in apa lnterstitiala, Pentru fiecare sonda pe intervalele de strat din care s-au extras carote, se

reprezinta grafic dependents dintre logaritmul permeabilltatli (In K < a r u r . ) ~isaturatia in apa instcrstitiala (8"1" '0") '

Pe baza valorilor de permeabilitate corectate eu ecuatia (1), folosind ecuatia (2)se determina valorile de saturatie in apa interstitiala, eorectate in funetie de, ,rezultatele analizelor de carote.

Ecuatia (2) se extrapoleaza in sondele ~i pe grosimile de strat In care nu sedispune de determlnari pe carote, rezultand distributil ale saturatiei in apainterstitiala pe verticala, in toate sondele en diagrafii complexe.

Valoarea medie a saturatiei in apa interstitiala, pe intervalul de interes dinfiecare sonda este:

Saturatia in apa interstitiala medie pe zacamant se obtine prin ponderea envolumul poros:

In cazul unor date insuficiente se determina ca medie aritmetica a valorilorstabilite in sonde.

Modelul fizlc al ziiciimintelor de hidrocarburi 44


49/62

sociETATEA NA . .T[ONALA A PJ8TROlLlUL1U~PEl'ROM S.A.SUCURSAlA INSTITUTUL DE CERCETARI51 PROIECTARI TEHNOlOGICE CAMPINAD f E r R O M,,""""""" sollta mi$corjj

Permeabilitatea gresiilor fi nisipurilor argiloase

'-'-~ 60~+~~~~-~~~~/~~r---~--~: t o(f)

zoI-~40t-l--1----\--+---H:-+--+~L---~ ~~~--Ja ::t-w> -g .3 0 I---r+--I-~-.lr+--J---t---+---I-~ /---4--,I----,f--:::.J,d-c:(

zo~ ,20~~---k-+-r-P~-~--j~~--~~~~--~r--~~~--~~4---L::J1- ..~(f)

5 . 1 6 i--'--+---'---,--,,\r-"--I-->--.L-C:j :-.__+--L- .............L.::.~.LI-~

- Pentru titeiuri ell densitate medie:,KI/2 :;:: 250 X ~~fs,

- Pentru gaze uscate:

node:- ~.r = porozitatea efectiva, 0/0;- 8W i = saturatia ireductibila in apa, %.

Modelulfizic at uiciimintelor de hidrocarburi 45


50/62

tJP E T R O M_Ifsenta mi~car;i SOCIETATEA NATIONALA A PETROLULIDPEtROMS.A.SUCURSALA INSTITUTUL DE CERCETARISI PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINADistributia porozitatii in model tridimensional,

Modelulfizic al ziiciimintelor de hidrocarburi 46


51/62

SOCIETATEA NATIONALA A PETROLULUIPEtROMS.A.SUCURSALA INSTITUTUl DE CERCETARI51 PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINAE T R O M- tsento mijU1TU

Neuniformitatea (1)Gradul de neuniformitate, de eterogenitate se deterrnina pentru 0

anumita caracteristica a zacamantului (porozitate, permeabilitate, etc.) ~ireprezinta abaterea parametrului respeetiv de la 0 valoare constanta (medie).

Coeficientul Lorenz este raportul dintre suprafetele ABCA ~iADCA.Diagonala AC corespunde cazului cand roea este total uniforrna, linia

franta ADC corespunde neuniformitatli maxime, iar curba ABC defineste un,caz intermediar de neuniformitate.Coeficientul Lorenz = 0 ~ zacamant ideal, complet uniformCoeficientul Lorenz = 1 = > zacamant complet neuniform

Dykstra ~i Parsons au propus denumirea de coeficient de variatie apermeabilitatii pentru expresia:

unde kso ~i ~4 sunt pentru valori de 500/0, respectiv 84,1% a frecventeicumulative, calculate ca raport intre numarul de valori de permeabilitatecare depaseste valoarea elasei ~i numarul total de valori.

Valorile limit a (CV) sunt zero (zacamant ideal, strict uniform) ~i unu(zacamant de maxima neuniformitate).

Modelul fizic al zdcdmintelor de hidrocarburi 47


52/62

P E T R O M_ Esen1a mi~c6rii

SOCIETATEA NATIONALAA PETROLULUIPEtROMS.A.SUCURSALA INSTlTUrUL DE CERCETARI51 PROIECrARI TEHNOLOGICE CAMPINA

Neuniformitatea (2)1.0 0 C/

/B /:2 0.8 /,:s

. 2 : ; - /'0 /(Il /.(Il 0.6 /o:;: /a /u : : :r o /.; 0.4 /0 /c /a /U~ 0.2 /u.. /

A/ /, , D0 0 0.2 0.4 0.6 O.B 0.1Fraction of Total Volume. hil l

DJSTRIBUTIA CAPACITATII DE CURGERE.REZERVOR IPOTETIC '( Crol'1. Jr 19931

1008060 Permeability Variation. V = k - kcrk

= 10-3 = D .71D

48

40

oZ 20~1i(IlOJE 1D 8!E(Il(J ) 43 k~ : _

2 , I I

1 2 5 10 20 3D40 5060 70 80 90 95 98 99 99.5Portion of Total Sample Having Higher PermeabilityOISTRIBUllA LOG-NORMALJI. A PERMEABILlT~;TIItCrolg,Jr., 1993)

Modelul fizic al zliclimintelorde hidrocarburi


53/62

SOCIET ATEA NATIONALA. A PETROLULUIPEtROMS.A.SUCUR5AlA INSTITUTUl DE CERCETARI51 PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINAETROM_ Esenfa mj~,arii

Co mpre sib ilita te aCompresibilitatea rocii magazin ~i a fluidelor acumulate

reprezinta modifiearea volumului acestora ca urmare a variatieipresiunii de zacamant.

Compresibilitatea totala a sistemului roca - fluide se calculeazaeu relatia:

unde So, Sw' Sg reprezinta saturatia in titel, apa, respectiv gaze,exprimata in fractie zecimala;c o , c., c g' cf - compresibilitatea pentru titei, apa, gaze, respectivpentru forrnatie (pori), exprimata in l/at.

Compresibilitatea formatlei se poate determina prin analize delaborator sau pe baza corelatiilor din literatura de specialitate (Hall,

, c

Newman).

Modelul firic al zacamintelor de hidrocarburi 49


54/62

-UPETROM_ E s e n 1 a mj~(6rii

SOCIETATEA NATIONAL.A A PETROLULUIPEtROMS.A.SUCURSAlA INSTITUTUl DE CERCETA.RISI PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINA

UmectabilitateaUmeetabilitatea este definita ea tendinta unui fluid de a adera

la 0 suprafata solida in prezen!a altor fluide uemiscibile.

Roci - hidrofile - udate preferential de apa- oleofile (hidrofobe) - udate preferential de tilei

Caraeterul de faza umezitoare sau neumezitoare poate fideseris numai in raport en 0 alta faza (caracter relativ).

Tendinte (nu reguli): gazele reprezinta faza neumezitoare in raport eu liehidele (titeiul ~i apa); titeiurile grele uda mai bine fata de titeiurile usoare, in raport ell apa;, , , , , apa de zacamant are capacitate de udare diferita, in functie de.mineralizatie;,

cuartul este udat mai bine de apa; carbonatii pot fi udati atat de titei, cat ~ide apa; mineralele argiloase sunt udate preferential de apa,

M odelul fizic al ziiciimintelor de hidrocarburi 50


55/62

SOCIET ATEA NATIONALA. A PETROLULUIPEtROMS.A.5UCURSALA INSTITUTUL DE CERCETARI5 1 PRO IECTA .R I TEHNO lOG ICE CAMPINA,E T R O M_ tsen!a mj~c


56/62

SOCIETATEA NATIONALA A PETROLULUIPEtROMS.A.SUCURSAlA INSTITUTUL DE CERCETARI51 PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINA

Cercetarea hidrodinamicdInvestigatiile hidrodinamice sunt tehnici larg folosite in

industria de petrol, care au ca scop descrierea, evaluarea~imanagementul zacamintelor de hidrocarburi.

Prin cercetarea sondelor se obtin informatii cantitative si, ,calitative cu privire la capacitatea de curgere, permeabilitateaefectiva, coeficientul de difuzie hldraulica, mobilitatea fazelor,factorul de sonda, presiunea de zacamflnt, indicele ~i ratia deproductivitate sau receptivitate, etc.

Tipuri de cercetari hidrodinamice: cercetarea sondelor la inchidere; cercetarea sondelor la deschidere; cercetarea prin schimbarea debitului; analiza datelor de cercetare si productie folosind teoria,interferentei dintre sonde.

Modelul fizic al ziiciimintelor de hidrocarburi 52


57/62

SOCIETATEA NATIONALAAPETROLULUIPEtROMS.A.SUCURSALA INSTITUTUL DE CERCETARI51 PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINA eE T R O M_ E senia mi1Cilrii

Parametrii obtinuti din cereetarea sondelor (1)- capacitatea de curgere (kh) - este 0masura a vitezei de curgere a fluidelor dinstrat spre gaura de sonda;

- factorul de sonda (sau factorul de skin) caracterizeaza gradul de comunicaredintre strat si sonda; se exprima prin relatia:

in care:Sb - factorul de sonda datorat blocajului;s !' - factorul de sonda datorat imperfectiunii sondelor dupa modul de

deschidere;sil- factorul de sonda datorat imperfectiunii sondelor dupa gradul de

deschidere;SD - factorul de sonda datorat exploatarii sondelor la presiuni diferentiale

mari, astfel incat in jurul sondei apare miscarea neliniara;Sa - factorul de sonda datorat inclinarii sondei fata de verticala, pentru cazul

sondelor forate directional;- indicele de productivitate (receptivitate) reprezinta debitul de fluid produs deo sonda (injectat printr-o sonda) raportat la presiunea diferentiala:

IP= Q IR = Qinj

Modelul fizic al ziicamintelor de hidrocarburi53


58/62

SOCIETATEANATIONALAAPETROLULIDPEtROMS.A.

SUCU RSALA INST ITUTU L DE C ERCETAR I51 PR OIEC TA RI TE HN OLOGIC E C AM PIN A

~I"N t'oE T R O M_ E s e n l a mi~((!riiParametrii obtinuti din cercetarea sondelor (2)

- ratia de prodnctivitate (receptivitate) reprezinta procentul din potentialul uneisonde, cu care aceasta produce (injecteaza) si se exprima ca raport intre indicelede productivitate real si ideal:

RP = IPresl .IPideal ' RR = IRreal ,IRideal- mobilitatea (kill) - este 0 masura a usurintei cu care un fluid de viscozitate f . . ltrece printr-un spatiu poros de permeabilitate k sub influenta unui gradient depresiune; este parametrul care face legatura cantitativa intre gradientul depresiune si viteza (legea lui Darcy);coeficientul de difuzie hidraulica (11) este 0 masura .a vitezei cu care 0perturbatie de presiune se disipeaza In formatie;

- transmisivitatea - reprezinta viteza cu care un fluid de viscozitate data curgeprintr-o sectiune de latime unitara si inaltime egala cu inaltimea efectiva aformatiei (h), sub influent a unui gradient unitar de presiune:

T=kh)J .

Modelul fizic al zliclimintelor de hidrocarburi54


59/62

SOCIETATEA NATIONALA A PETROLULUIPEtROMS.A.SUCURSALA INSTITUTUL DE CERCETARI51 PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINA~PETROM_ E se n fa mi1carii

-V"A! ;;.-'I m. ..

Program de cercetare a sonde/or noi imediat dupa punerea sondei in productie se realizeaza 0 cercetare lainchldere pentru determinarea presiunii de zacamant; inainte deintroducerea aparatului de masura in sonda se verifica manometrul de lagura sondei;

se deschide sonda pe duza mare (de exemplu pe 10 mm), pentru curatare; se produce sonda pe duza mica (4 mm), pana la stabilizarea debitului; la sondele de titei, daca se estimeaza ca presiunea dinamica de fund estel l

mai mare decat presiunea de saturatie, se colecteaza probe de fluide IIIconditii de zacamant; la sondele de gaze se iau probe de la capul deeruptie;

se efectueaza 0 cercetare la inchidere, prin care se determina capacitateade curgere, permeabilitatea efectiva, factoruI de sonda, indicele deproductivitate, etc.; pe ultimii 500 m se .fac statii mai dese pentru adetermina gradientul de presiune;

se repune sonda in productie pe duza de 4 mm ~i se realizeaza 0 cercetarepe gama de duze sau 0 cercetare izocronala (de prefer at, marind diametrulduzei).

Modelul fizic al ziieiimintelor de hidrocarburi 55


60/62

SOCIETATEA NATIONALA A PETROLULillPEtROMS.A.SUCURSALA INSTITUTUL DE CERCETARI51 PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINA 9E T R O M_ E senta mi~carii

AIn loc de concluzii ...Acordati atentia cuvenita construirii modelului fizic al,

zacamintelor de hidrocarburi, deoarece: v a ajuta sa mtelegetl mecanismele care guverneaza curgereafluidelor prin spatiul poros permeabil (fisurat);

permite calculul resurselor de hidrocarburi; sta Ia baza deciziei de punere in exploatare a unui zacamant; conduce Ia stabilirea metodei optime de exploatare; sta Ia baza estimarii performantelor posibil de obtinut in timpuIexploatarll;

constituie un element important in elaborarea programelor deIucrari la sonde;

permite stabilirea tratamentelor chimice necesare pentrutransportul ~iprocesarea fluidelor extrase.

Modelul fizic al ziiciimintelor de hidrocarburi5 6


61/62

..

P E T R O M-Esenta milc6rii

SOCIETATEA NATIONALA. A PETROLULUIPEtROMS.A .SUCURSALA INSTITUTUL DE CERCETARI51 PROIECTARI TEHNOLOGICE CAMPINA s

Bibliografie- + Howard B. Bradley - Petroleum Engineering Handbook, SPE, Richardson,

Texas, USA, 1989- + Tarek Ahmed - Reservoir Engineering Handbook, Gulf Publishing

Company, Houston, Texas, 2000- + Gian Luigi Chierici - Principles of Petroleum Reservoir Engineering,Berlin, 1995- + John Calhoun Jr. - Fundamentals of Reservoir Engineering, University of

Oklahoma, USA, 1953- + Alexan~ru Vernescu, Gheorghe Aldea - Ingineria zacamintelor de petrol,

Institutul de Cercetarr ~iProtectari pentru Petrol ~iGaze Campina, 1988- + Florea Minescu ~ Fizica zacamintelor de hidrocarburi, EdituraUniversitatii Ploiesti, 1994,

- + Gabriel Manolescu, Elena Soare - Fizico-chimia zacamlntelor dehidrocarburi, Editura Didactica ~iPedagogica, Bucuresti, 1981

- + Alexandru Soare, Constantin Bratu - Cercetarea hidrodinamica azacamintelor de hidrocarburi, Editura Tehnica, Bucuresti, 1987

- + Alexandru Babskow, Ion Malureanu - Geoflzica de sonda, EdituraUniversitatil Ploiesti, 1995,

~ Dumitru Frunzescu - Notiuni de sedimentologie, Editura UnlversltattiPloiesti, 2000

Modelul fizic al zdcii11lintelor de hidrocarburi57


62/62

modelul fizic al zac de hidrocarburi

Documents