title: Basic design and simulation of gas production pipelines
title: Βασικός Σχεδιασμός και προσομοίωση μεταφοράς ρευστών από γεωτρήσεις παραγωγής φυσικού αερίου.
Creators: name: Yusuf Suleiman-Ahmed
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2019

description: This research involves the modeling of a gas field through the use of the petex simulation software. The reservoir is modeled to estimate the reserves followed by modeling the wells to generate the inflow performance curve and the vertical lift performance. Then a thorough design of the pipelines was conducted from the wellheads to the gas separator.

The gas field in study consists of a single reservoir with four wells drilled for production. Two manifolds were used to connect producing fluid from the wells. The fluids were sent to a separator with an inlet pressure of 1000psig. The objective was to develop a pipeline network that will satisfy the constraint and at the same time maximize the gas production.

Three sets of pipeline each with diameters 2 inches 10 inches and 20 inches were studied. The simulation was conducted with individual pipe diameter and the result was analyzed and compared against the result of the other pipes in study. Economic Analysis was performed to determine the present value of the three pipes under study.

The simulations show that increasing the diameter increases the cumulative production up to a point, after which any further increase will not change the production significantly. In this study the pipelines with diameter of 20 inches seemed to have the highest present value (revenues minus the cost of the equipment) with respect to the other cases. 
description: Ένα από τα πλέον σημαντικά θέματα στη βιομηχανία εξόρυξης πετρελαίου και φυσικού αερίου είναι η μεταφορά των ρευστών παραγωγής από τη γεώτρηση μέχρι τις εγκαταστάσεις διαχωρισμού και επεξεργασίας των υδρογονανθράκων. Οι μεγάλοι ταμιευτήρες έχουν ήδη αρχίσει να εξαντλούνται ενώ η εύρεση νέων μεγάλων κοιτασμάτων γίνεται ολοένα και σπανιότερη. Οι ανακαλύψεις πλέον αφορούν είτε πολλούς διάσπαρτους ταμιευτήρες μικρής χωρητικότητας, είτε μεγαλύτερους σε μέγεθος αλλά σε δυσπρόσιτες περιοχές όπως είναι αυτές στην αρκτική ζώνη ή σε μεγάλα θαλάσσια βάθη (μεγαλύτερα των 1000 μέτρων). Για την εκμετάλλευσή τους απαιτείται λοιπόν προσεκτική μελέτη και κοστολόγηση της μεταφοράς των ρευστών σε μεγάλες αποστάσεις, από τις γεωτρήσεις παραγωγής  μέχρι τις κεντρικές εγκαταστάσεις επεξεργασίας.

Η παρούσα εργασία είναι μια ολοκληρωμένη μελέτη μεταφοράς της παραγωγής από ταμιευτήρα φυσικού αερίου μέχρι την είσοδο των εγκαταστάσεων. Το σύστημα περιλάμβανε ένα ταμιευτήρα φυσικού αερίου με τέσσερις γεωτρήσεις παραγωγής και δύο συλλέκτες των ρευστών, καθώς και τη σωλήνωση μέχρι το διαχωριστήρα. Αρχικά διεξήχθη μια προκαταρκτική μελέτη  συμπεριφοράς του ταμιευτήρα για την εκτίμηση των αποθεμάτων, καθώς και των γεωτρήσεων παραγωγής για τη δημιουργία των συσχετίσεων παροχής και πίεσης στην επιφάνεια. Στη συνέχεια ακολούθησε ο λεπτομερής σχεδιασμός των αγωγών που μεταφέρουν το αέριο μέχρι το διαχωριστήρα. Όλες οι προσομοιώσεις έγιναν με χρήση του λογισμικού προσομοίωσης της εταιρείας Petroleum Experts.

Η πίεση στην είσοδο του διαχωριστήρα καθορίστηκε ότι πρέπει να είναι κατ’ ελάχιστον 1000 psig, ενώ η διάμετρος των σωληνώσεων πρέπει να είναι η βέλτιστη για τη μεγιστοποίηση του κέρδους της επιχείρησης. 

Τρεις διάμετροι αγωγών, 2 ίντσες 10 ίντσες και 20 ίντσες χρησιμοποιήθηκαν για τη μελέτη. Σε κάθε προσομοίωση χρησιμοποιήθηκε μια μόνο διάμετρος για όλο το μήκος σωλήνωσης και το αποτέλεσμα αναλύθηκε και συγκρίθηκε με το αποτέλεσμα από τις προσομοιώσεις των υπολοίπων διαμέτρων. Οι προσομοιώσεις έδειξαν ότι αυξανομένης της διαμέτρου αυξάνει η παραγωγή μέχρι ενός σημείου, πέρα από το οποίο η παραγωγή περίπου σταθεροποιείται. Επιπλέον διεξήχθη οικονομική ανάλυση για να προσδιοριστεί η παρούσα αξία της εγκατάστασης μεταφοράς και να βρεθεί η βέλτιστη διάμετρος, η οποία βρέθηκε να είναι αυτή των 20 ιντσών.