Σύστημα Παραγωγής

1. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ ΓΕΩΤΡΗΣΕΩΝ – ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΥΠΕΔΑΦΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Σύστημα Παραγωγής • Η βασική μονάδα κάθε συστήματος παραγωγής HC είναι η γεώτρηση παραγωγής η οποία αποτελείται από δύο αλληλεπιδρώντα μέρη (υποσυστήματα): • Τον ταμιευτήρα ή τμήμα του ταμιευτήρα από το οποίο αντλεί ρευστό η γεώτρηση • Το πηγάδι (σωλήνας παραγωγής (tubing)/κεφαλή της γεώτρησης (well head)/βαλβίδα ρύθμισης (choke), μέσω του οποίου το ρευστό που αποδίδει ο ταμιευτήρας μεταφέρεται στην επιφάνεια

2. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ ΓΕΩΤΡΗΣΕΩΝ – ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΥΠΕΔΑΦΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Αλληλεπίδραση ταμιευτήρα / γεώτρησης παραγωγής • Η παραγωγή στην επιφάνεια δεν μπορεί να υπερβαίνει την ποσότητα ρευστού που εισρέει στη γεώτρηση από τον ταμιευτήρα, ανεξάρτητα της χωρητικότητας της σωλήνας παραγωγής (tubing). • Η παραγωγή στην επιφάνεια δεν μπορεί να υπερβαίνει την ποσότητα ρευστού που μπορεί να μεταφερθεί μέσω του πηγαδιού, ανεξάρτητα της ποσότητας που μπορεί να εισρεύσει στη γεώτρηση από τον ταμιευτήρα. Η παραγωγή από μια γεώτρηση στην επιφάνεια είναι αποτέλεσμα αλληλεπίδρασηςκαι εξισορρόπησης των υποσυστημάτων

3. Δείκτης Παραγωγικότητας (Ποσότητα HC που εισρέουν στη γεώτρηση παραγωγής) Inflow Performance Index- IPR Αγνοείται προς στιγμή η συμπεριφορά και η δυναμικότητα της παραγωγικής σωλήνας Συσχέτιση ? qsc : Ρυθμός παραγωγής στην επιφάνεια ΔΡ = Pres –Pwj : Διαφορά μεταξύ της μέσης πίεσης του ταμιευτήρα (Pres) &της πίεσης στον πυθμένα της γεώτρησης Pwf Όταν η πίεση στον ταμιευτήρα (Pres) αλλά και η πίεση στον πυθμένα της γεώτρησης (Pwf) είναι υψηλότερες της πίεσης σημείου φυσαλίδας (bubble point) 1. Γραμμικό (Straight-line) IPR Άλλως 2. Vogel IPR ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ ΓΕΩΤΡΗΣΕΩΝ – ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΥΠΕΔΑΦΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ

4. [stb/d/psi] Δείκτης παραγωγικότητας Productivity Index- PI Ο Δείκτης Παραγωγικότητας ΡΙ, είναι ένα χρήσιμο εργαλείο για τη σύγκριση της παραγωγικότητας διαφορετικών γεωτρήσεων καθώς συνδυάζει όλες τις ιδιότητες του πετρώματος και του ρευστού σε μια μοναδική σταθερά, όπως προκύπτει από το Νόμο του Darcy ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ ΓΕΩΤΡΗΣΕΩΝ – ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΥΠΕΔΑΦΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ 1. Γραμμικό (Straight-line) IPR

5. 1. Γραμμικό (Straight-line) IPR ΔΡ Pwf = 0 psig(πίεση στον πυθμένα της γεώτρησης = ατμοσφαιρική) Ρυθμός παραγωγής = qmax. Η τιμή αυτή είναι γνωστή ως Δυναμικό Απόλυτα Ελεύθερης Ροής (Absolute Open Flow Potential - AOFP) και παρ΄’όλο που οι συνθήκες για την επίτευξή του δεν ικανοποιούνται ποτέ στην πράξη, αποτελεί έναν χρήσιμο ορισμό καθώς χρησιμοποιείται ως μέτρο σύγκρισης της αποδοτικότητας διαφορετικών γεωτρήσεων στο ίδιο κοίτασμα. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ ΓΕΩΤΡΗΣΕΩΝ – ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΥΠΕΔΑΦΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ

6. 1. Γραμμικό (Straight-line) IPR • Αιτίες απόκλισης από το Γραμμικό IPR • Η ανάπτυξη κορεσμού ελεύθερου αερίου στον ταμιευτήρα, που μεταβάλλει τη σχετική διαπερατότητα ως προς το πετρέλαιο • Η τυρβώδης ροή σε υψηλούς ρυθμούς παραγωγής, που προκαλεί μεγαλύτερη πτώση πίεσης στην περιοχή της γεώτρησης από ό,τι προβλέπει το γραμμικό μοντέλο. • Η αύξηση του ιξώδους του πετρελαίου καθώς η πίεση πέφτει κάτω από την πίεση σημείου φυσαλίδας και πιθανώς η συμπίεση του σχηματισμού σε πολύ χαμηλές πιέσεις, που επηρεάζει την απόλυτη διαπερατότητα του πετρώματος H καμπυλότητα πίεσης-ρυθμού παραγωγής γίνεται εντονότερη σε υψηλούς ρυθμούς παραγωγής Για την επίτευξη ενός ρυθμού παραγωγής απαιτείται μεγαλύτερο ΔΡ από αυτό που προκύπτει από το γραμμικό IPR O δείκτης παραγωγικότητας ΡΙ μειώνεται όσο το ΔΡ μεγαλώνει. ΡΙ δεν είναι σταθερό για όλη την παραγωγική ζωή του ταμιευτήρα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ ΓΕΩΤΡΗΣΕΩΝ – ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΥΠΕΔΑΦΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ

7. 2. Vogel IPR(ταμιευτήρες κορεσμένου πετρελαίου) Μορφή του αδιάστατου IPR συναρτήσει του αδιάστατου ρυθμού παραγωγής Μεταβολή του IPR συναρτήσει της απόληψης (δεδομένα από μεγάλο εύρος συνθηκών απόληψης σε κορεσμένα κοιτάσματα) qmax = Δυναμικό απόλυτα ελεύθερης ροής (όταν Pwf = ατμοσφαιρικήπίεση) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ ΓΕΩΤΡΗΣΕΩΝ – ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΥΠΕΔΑΦΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ

8. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ ΓΕΩΤΡΗΣΕΩΝ – ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΥΠΕΔΑΦΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ 2. Vogel IPR

9. Επικρατούσες συνθήκες και αντίστοιχη επιλογή τύπου IPR • Εάν Pres<Pb, (υπάρχει ήδη ελεύθερο αέριο στον ταμιευτήρα) και Pwf<Pb για κάθε ρυθμό παραγωγής, η επιλογή του IPR Vogel είναι προφανής. • Εάν Pres>Pb, και υπάρχει περιορισμός στο ρυθμό παραγωγής ώστε να ισχύει πάντα Pwf>Pb, ενδείκνυται η χρήση του γραμμικού IPR. • Εάν Pres>Pb χωρίς περιορισμούς στο ρυθμό παραγωγής, πρέπει να χρησιμοποιηθεί ένας συνδυασμός των δύο IPR έτσι ώστε: • Για ρυθμούς παραγωγής όπου Pwf>=Pb, γραμμικό IPR • Για υψηλότερους ρυθμούς παραγωγής (Pwf<Pb), IPR Vogel ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ ΓΕΩΤΡΗΣΕΩΝ – ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΥΠΕΔΑΦΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ανακεφαλαίωση • Η χάραξη των καμπύλων IPR απαιτούν γνώση : • Της μέσης πίεσης του ταμιευτήρα Ρres • Το σημείο φυσαλίδας του πετρελαίου (bubble point) • Αποτελέσματα από μία τουλάχιστον δοκιμή παραγωγής (ταυτόχρονη μέτρηση των qscκαι Pwf) • Των κανονισμών που τυχόν ισχύουν στην περιοχή, σχετικά με τους ρυθμούς παραγωγής

10. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ ΓΕΩΤΡΗΣΕΩΝ – ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΥΠΕΔΑΦΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ IPR Αερίου Η ροή αερίου έχει όμοια χαρακτηριστικά με τη ροή κορεσμένου πετρελαίου Όπου C και n σταθερές που προσδιορίζονται από δεδομένα δοκιμών παραγωγής στο υπό μελέτη κοίτασμα αερίου

11. Δείκτης Παραγωγικότητας (Ποσότητα HC που μπορεί να μεταφερθούν στην επιφάνεια μέσω της σωλήνας παραγωγής) Tubing Performance Relation- TPR 24 Ισχύει για δεδομένη πίεση στην κεφαλή της γεώτρησης παραγωγής (Ρwh) & για δεδομένοGOR ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ ΓΕΩΤΡΗΣΕΩΝ – ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΥΠΕΔΑΦΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ

12. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ ΓΕΩΤΡΗΣΕΩΝ – ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΥΠΕΔΑΦΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ο ρυθμός παραγωγής που αναμένεται για μια γεώτρηση, προσδιορίζεται από την ισορροπία των τμημάτων ταμιευτήρα/σωλήνωσης που απαρτίζουν τη γεώτρηση. Είναι ο ρυθμός ροής για τον οποίο η διαθέσιμη πίεση από τον ταμιευτήρα στον πυθμένα της γεώτρησης (όπως προσδιορίζεται από το IPR) ισούται με την απαιτούμενη πίεση για την μεταφορά της συγκεκριμένης ποσότητας ρευστού στην επιφάνεια για δεδομένη Pwh (όπως προσδιορίζεται από το TPR). Tο σημείο ισορροπίας του συστήματος ταμιευτήρα/σωλήνωσης προσδιορίζεται από την τομή των γραφημάτων IPR και TPR και αποτελεί το σημείο φυσικής ροής της γεώτρησης, ορίζει δε το σταθερό ρυθμό παραγωγής που αναμένεται για την συγκεκριμένη γεώτρηση.

13. Επέμβαση στο TPR • Μείωση της πίεσης στην κεφαλή της γεώτρησης Μετατόπιση της καμπύλης TPR προς τα κάτω, επομένως, απαιτείται μικρότερη πίεση στον πυθμένα της γεώτρησης για την μεταφορά δεδομένης ποσότητας HC στην επιφάνεια • Υποβοήθηση της ανύψωσης του ρευστού (air/gas lift) Μετατόπιση της καμπύλης ΤPR προς τα κάτω και δεξιότερα (η χρήση air/gas lift ισοδυναμεί με αλλαγή του GOR) • Μεταβολή των διαστάσεων της παραγωγικής σωλήνας με στόχο τη μείωση των τριβών. Αύξηση της διαμέτρου Μετατόπιση της καμπύλης TPR προς τα κάτω (υπάρχει όριο στη δυνατότητα αυτή) • Επέμβαση στο ΙPR • Αύξηση της πίεσης του ταμιευτήρα με εισπίεση ρευστού Μετατόπιση της καμπύλης ΙPR προς τα πάνω • Αύξηση της διαπερατότητας του σχηματισμού πέριξ της γεώτρησης παραγωγής με εισπίεση διαλυμάτων οξέων ή άλλων χημικών (well stimulation) Μετατόπιση της καμπύλης IPR δεξιότερα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ ΓΕΩΤΡΗΣΕΩΝ – ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΥΠΕΔΑΦΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Παρεμβάσεις