title: Comparison of density calculation methods applied to real reservoir fluids
Creators: name: Πουλης Χαραλαμπος
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2018

description: Gas density as well as its derivative, are necessary in almost every upstream petroleum engineering calculation. Calculations in the wellbore are directly related to the hydrostatic head and hence directly related to the petroleum fluid density. Calculations in the reservoir are on the other hand mostly related to the fluid’s compressibility or in other words density’s first derivative with respect to pressure.
Density calculation is directly related to compressibility z factor calculation and therefore the one problem reduces into another. The most common sources of compressibility z factor values are experimental measurement, equations of state and empirical correlations. Necessity for z factor values prediction arises when there is no available experimental data for the required composition, pressure and temperature conditions. In the present master thesis, a large database of real reservoir fluid PVT properties is utilized, where the z factor has been experimentally measured for various pressure values above the dew point pressure in the monophasic region.
Industry’s most commonly used z factor calculation methods were implemented using Microsoft Excel® and Mathworks Matlab® where appropriate. The results from the various methods implemented were compared to the experimental measurements while the methods were finally evaluated in terms of their quality and performance.
description: Η γνώση της πυκνότητας των αερίων υδρογονανθράκων καθώς επίσης και της πρώτης παραγώγου αυτής προς την πίεση είναι απαραίτητη σε όλους σχεδόν τους υπολογισμούς που εμπλέκονται στην ανάντη πετρελαϊκή βιομηχανία. Οι εντός του φρέατος υπολογισμοί σχετίζονται άμεσα με την υδροστατική πίεση και επομένως με την πυκνότητα του φυσικού αερίου. Στους εντός του ταμιευτήρα υπολογισμούς αντίθετα εμπλέκεται πρώτιστα η συμπιεστότητα του φυσικού αερίου ή με άλλα λόγια η πρώτη παράγωγος της πυκνότητας ως προς την πίεση.

Για τον υπολογισμό της πυκνότητας απαιτείται ο εκ των προτέρων υπολογισμός του συντελεστή απόκλισης z και συνεπώς το πρόβλημα υπολογισμού της πυκνότητας ανάγεται σε πρόβλημα υπολογισμού του συντελεστή z. Οι βασικές πηγές προσδιορισμού του συντελεστή z περιλαμβάνουν την πειραματική μέτρησή του, τον υπολογισμό του με βάση καταστατικές εξισώσεις ή και με εμπειρικές σχέσεις. Η πρόβλεψη της συμπεριφοράς του δε, γίνεται περισσότερο αναγκαία απουσία σχετικών πειραματικών δεδομένων για την εξεταζόμενη σύσταση και τις επικρατούσες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας του ταμιευτήρα. Στην παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία γίνεται χρήση μιας ευρείας βάσης δεδομένων PVT ιδιοτήτων πραγματικών φυσικών αερίων, όπου ο συντελεστής z έχει μετρηθεί πειραματικά σε διάφορες πιέσεις υψηλότερες αυτής του σημείου δρόσου στην μονοφασική περιοχή.

Η υλοποίηση των εξεταζόμενων μεθόδων υπολογισμού του συντελεστή z στα πλαίσια της παρούσας εργασίας λαμβάνει χώρα με τα πακέτα Microsoft Excel® και Mathworks Matlab® κατά περίπτωση. Τα αποτελέσματα των υπολογισμών των εξεταζόμενων μεθόδων συγκρίνονται με τις πειραματικές μετρήσεις του συντελεστή z και οι μέθοδοι υπολογισμού αξιολογούνται ως προς την αξιοπιστία και τις επιδόσεις τους.