6
WET GAS BASIC WORKFLOW FLUID EQUATIONS Reservoir Fluid Fundamentals Richard Henry [email protected] Abstract A collection of equations used during basic workflows on wet gas fluids. COPYRIGHT

Fluid Equations 2

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Fluid Equations 2

WET GAS 

BASIC WORKFLOW FLUID 

EQUATIONS 

Reservoir Fluid Fundamentals 

Richard Henry [email protected] 

Abstract A collection of equations used during basic workflows on wet gas fluids. 

COPYRIGHT

Page 2: Fluid Equations 2

ContentsRecombination .............................................................................................................................................. 2 

Molecular Mass ............................................................................................................................................. 3 

Pseudo‐Critical Properties ............................................................................................................................ 3 

SI Conversions ........................................................................................................................................... 4 

Output ................................................................................................................................................... 4 

Input ...................................................................................................................................................... 4 

Formation Volume Factor ............................................................................................................................. 4 

Macros .......................................................................................................................................................... 5 

Reservoir Fluid Fundamentals ═════════════════════════════════════════════════════════════════════════

© PetroSkills, LLC. All rights reserved._____________________________________________________________________________________________

1

COPYRIGHT

Page 3: Fluid Equations 2

Recombination

𝛾𝑛 𝑀 𝑛 𝑀

𝑛 𝑛 𝑀 

Equation 1: Reservoir gas gravity by recombination 

𝑛𝑝𝑉

𝑍𝑅𝑇

𝑛𝑎 𝜌𝑀

Where:  Oilfield  SI 

.γgR  reservoir gas gravity  [1/air]  [1/air] 

.Mwg  surface gas molecular mass  [lb/mol]  [g/mol] 

.Mwo  surface oil molecular mass  [lb/mol]  [g/mol] 

.Mwair  air apparent molecular mass  [lb/mol]  [g/mol] 

.nv  moles of surface gas  [lb‐mol]  [g‐mol] 

.nL  moles of surface oil  [lb‐mol]  [g‐mol] 

.V  volume of surface gas  [cuft]  [m3] 

.p  pressure at which surface gas volume is measured  [psia]  [kPa] 

.T  temperature at which the surface gas volume is measured 

[oR]  [K] 

.Z  Z‐factor of surface gas  [ ]  [ ] 

.R  universal gas constant  [psia.cuft]/[mol.oR]  [J/g‐mol/K] 

.a01  volume of surface oil  5.61458 [cuft]  1000 [m3] 

.ρo  density of surface oil  [lb/cuft]  [kg/m3] 

𝛾𝛾 𝑅 𝑎 𝛾

𝑅 𝑎𝛾

𝑀

Equation 2: Reservoir gas gravity by recombination (field version) 

Where:  Oilfield  SI 

.γgR  reservoir gas gravity  [1/air]  [1/air] 

.Rs  produced gas‐oil ratio  [scf/stb]  [sm3/sm3] 

.γo  specific gravity of surface oil  [1/wtr]  [1/wtr] 

.γg  specific gravity of surface gas  [1/air]  [1/air] 

.Mwo  surface oil molecular mass  [lb/mol]  [g/mol] 

.a00  Conversion constant  4591  816.3 

.a01  Conversion constant  132,983  23,644.1 

Reservoir Fluid Fundamentals ═════════════════════════════════════════════════════════════════════════

© PetroSkills, LLC. All rights reserved._____________________________________________________________________________________________

2

COPYRIGHT

Page 4: Fluid Equations 2

𝛾∑ 𝑅 𝛾

∑ 𝑅

𝑅 𝑅

Where:  Oilfield  SI 

.Rspi  produced separator gas/stock tank oil ratio for separator i.  [scf/stb]  [sm3/sm3] 

.γgspi  produced separator gas gravity for separator I  [1/air]  [1/air] 

MolecularMass𝑀 𝛾 𝑀  

Equation 3: Gas apparent molecular mass 

𝑀𝑎

𝑎 𝛾Equation 4: Cragoe correlation for oil apparent molecular mass 

Where:  Oilfield  SI 

.γg  gas specific gravity  [1/air]  [1/air] 

.γAPI  oil specific gravity  [oAPI]  [oAPI] 

.Mwg  surface gas molecular mass  [lb/mol]  [g/mol] 

.Mwo  surface oil molecular mass  [lb/mol]  [g/mol] 

.Mwair  air apparent molecular mass  [lb/mol]  [g/mol] 

.a00  constant  6084 

.a01  constant  ‐5.9 

Pseudo‐CriticalProperties𝑝 𝑎 𝑎 𝛾 𝑎 𝛾  Equation 5: Standing's pseudo‐critical pressure correlation

𝑇 𝑎 𝑎 𝛾 𝑎 𝛾  Equation 6: Standing's pseudo‐critical temperature correlation

Where:  Oilfield 

.ppc   pseudo‐critical pressure  [psia] 

.Tpc   pseudo‐critical temperature  [oR] 

.𝛾g   specific gravity  [1/air] 

a00‐a12 are constants 

Reservoir Fluid Fundamentals ═════════════════════════════════════════════════════════════════════════

© PetroSkills, LLC. All rights reserved._____________________________________________________________________________________________

3

COPYRIGHT

Page 5: Fluid Equations 2

Constant  Value  Constant  Value 

a00  706  a10  187 

a01  ‐51.7  a11  330 

a02  ‐11.1  a12  ‐71.5 

SI Conversions Output ppc [kPa] = ppc [psia] ÷ 0.145037738 

Tpc [K] = Tpc [oR] ∙ 5 ÷ 9 

Input [None] 

FormationVolumeFactor

𝐵𝑍𝑇𝑝

𝑝𝑛 𝑍 𝑇

 

Equation 7: Wet gas formation volume factor 

Where:  Oilfield  SI 

.p   pressure of interest  [psia]  [kPa] 

.T   temperature of interest  [oR]  [K] 

.nV  Mole fraction of reservoir gas that remains gas under surface conditions 

[mol/mol]  [mol/mol] 

.Z   compressibility factor at conditions of interest  [ ]  [ ] 

.psc   standard pressure  [psia]  [kPa] 

.Tsc   standard temperature  [oR]  [K] 

.Zsc   compressibility factor at standard conditions  [ ]  [ ] 

𝑛𝑛

𝑛 𝑛

Where:  Oilfield/SI 

.nV  Mole fraction of reservoir gas that remains gas under surface conditions  [mol/mol] 

.ng  Moles of surface gas in reservoir gas  [mol] 

.no  Moles of stock‐tank oil in reservoir gas  [mol] 

Reservoir Fluid Fundamentals ═════════════════════════════════════════════════════════════════════════

© PetroSkills, LLC. All rights reserved._____________________________________________________________________________________________

4

COPYRIGHT

Page 6: Fluid Equations 2

MacrosName  Purpose  Qualifier  Units  Source  Date  Module 

crag_mw0  Molecular Mass  Oil  [lb/mol]  Cragoe  1929  Plus 

stan_pc  Critical Pressure  Gas  [psia]  Brown & Standing  1948  Z 

stan_Tc  Critical Temperature  Gas  [oF]  Brown & Standing  1948  Z 

abou_Z  Z‐Factor  Gas  [ ]  Dranchuk & Abou‐Kassem 

1975  Z 

Lee1_Ugb  Viscosity  Gas, Live  [cP]  Lee, Gonzalez & Eakin  1966  Viscous 

Lee1_Ugd  Viscosity  Gas, Dead  [cP]  Lee Gonzalez & Eakin  1966  Viscous 

Reservoir Fluid Fundamentals ═════════════════════════════════════════════════════════════════════════

© PetroSkills, LLC. All rights reserved._____________________________________________________________________________________________

5

COPYRIGHT