Programm
OIL
Voraussetzung:
Betriebssystem Windows 95 oder höher
Programmgröße 124 KBytes
Programmentwicklung
Dr. Ing. Ulrich Röhr
22117 Hamburg
Glitzaweg 17a
Tel. 040/7126833
Programm OIL
Übersicht
1.Wozu dient das Programm?
2.Programmanwendung
3.Aufbau der Eingabedatei
4.Berechnung des J-Wertes
5.Berechnung der Geometrie des Aquifers
6.Ergebnisse
7.Berechnung des Produktivitätsindex einer Bohrung
8.Berechnung der Druckverluste in Steigrohren
9.Daten speichern
10.Daten einlesen
11.Berechnungsgrundlagen
12.Tastenbelegung
1.Wozu dient das Programm?
Das Programm wird für unterirdische Öllagerstätten eingesetzt, bei denen ein aktives Aquifer die Lagerstättenenergie ergänzt.
1.Es berechnet die Wasserinvasion nach Fetkovitch.
2.Es berechnet die Schließdruckentwicklung.
3.Es vergleicht die berechneten Schließdrücke mit den gemessenen Werten.
4.Es berechnet das OOIP, das Original- Oil- in- Place, einer Öllagerstätte.
5.Es berechnet das erforderliche Aquifervolumen.
6.Es berechnet die Produktivität des Aquifers, d.h. den J-Wert nach Fetkovitch.
7.Es berechnet die Geometrie des Aquifers.
8.Es berechnet den Produktivitätsindex einer Bohrung.
9.Es berechnet die Druckverluste in Steigrohren.
Die Berechnung des Aquifers erfolgt nach Fetkovitch, wie sie bei L.P.DakeS.325- 337 beschrieben wurde.
2.Programmanwendung
Für die Anwendung wird folgendes Vorgehen vorgeschlagen:
· 1.Start des Programmes.
· 2.Aufbau einer Eingabedatei bzw.
· 3.Einlesen einer Eingabedatei.
· 4.Gegebenenfalls Berechnung des J-Wertes nach Fetkovitch
· 5.Gegebenenfalls ändern der Eingabedaten.
· 6.Durchführen der Berechnung.
· 7.Ansehen der Ergebnisse als Textdatei oder als Grafik.
· 8.Abspeichern der Eingabedaten.
· 9.Abspeichern der Ergebnisse.
· 10.Programm beenden.
Nach dem Programmstart erscheint das Hauptfenster mit einer Menüleiste, die folgende Möglichkeiten zur Auswahl anbietet:
DATEI BEARBEITEN ANSICHT ?
Abb. 1 Menüleiste und Symbolleiste
Für den Aufbau einer Eingabedatei wählt man aus der Menüleiste BEARBEITEN-DATEN ÄNDERN aus oder man ruft mit der rechten Maustaste das Kontextmenü auf und wählt DATEN ÄNDERN. Am schnellsten geht es, wenn man aus der Symbolleiste das Symbol für ÄNDERN auswählt. Nach Verlassen des Eingabedialogfeldes über die OK-TASTE wird die Berechnung durchgeführt und die Ergebnisse erscheinen als Text oder als Grafik, je nachdem was ausgewählt wurde. Diese Auswahl wird in der Menüleiste mit ANSICHT-GRAFIK oder ANSICHT-TEXT eingestellt. Noch schneller geht es wenn man das entsprechende Symbol der Symbolleiste auswählt. Die GRAFIKLUPE vergrößert die grafische Darstellung.
3.Aufbau einer Eingabedatei.
Mit dem Aufruf DATEN-ÄNDERN oder über die Auswahl aus der Symbolleiste oder über die TASTE F2 erscheint das Dialogfeld für die Dateneingabe ( Abb. 2 ).
Abb. 2 Dialogfeld zur Dateneingabe
Folgende Daten müssen eingegeben werden:
· 1.Oil-in-Place
· 2.Water-in-Place
· 3.Formationsvolumenfaktor Öl
· 4.Wasserkompressibilität
· 5.Ölkompressibilität
· 6.Öldichte
· 7.Gesteinskompressibilität
· 8.Inititaialdruck
· 9.Produktionsdaten
Falls Schließdruckmeßwerte vorhanden sind, können diese einzeln eingegeben werden oder als Meßwertdatei zusammen mit den Produktionsdaten eingelesen werden. Die Meßwertdatei muß eine Textdatei *.TXT sein und muß die Zahlen in 4 Spalten enthalten. Die 1. Zeile wird überlesen. Sie kann als Überschriftszeile verwendet werden, z.B.
„ Datum Produktion Injektion Druck“
Bei den Druckwerten handelt es sich um gemessene, aufgebaute oder extrapolierte Bodenschließdrücke. Sie werden für einen Vergleich mit den berechneten Werten herangezogen. Über die TASTE DATEI EINLESEN wird ein Dialogfeld zum Einlesen der Datei geöffnet (Abb. 3).
Abb.3 Dialogfeld zum Einlesen einer Datei mit Meßwerten
Nach der Auswahl der Datei, in Abb.3 heißt die Datei "produktion.txt", wird das Öffnen der Datei bestätigt. ( Abb. 4 )
Abb. 4 Meßwertdatei öffnen
Die erfolgreich eingelesenen Zeilen werden in das Eingabedialogfeld ( Abb. 2 ) eingefügt. Sie stehen zur Ansicht und Änderung zur Verfügung.
Wenn das Eingabedialogfeld ( Abb. 2 ) über die OK-TASTE verlassen wird, werden die Daten geprüft und anschließend wird die Berechnung durchgeführt. Anschließend werden die Ergebnisse angezeigt. Je nachdem welche Wahl getroffen werden die Ergebnisse als Grafik oder als Text angezeigt. Wird das Eingabedialogfeld über die ABBRUCH- TASTE verlassen werden die Daten nicht gespeichert.
4.Berechnung des J-Wertes.
Über die Schaltfläche J-WERT im Eingabedialogfeld ( Abb. 2 ) wird ein Dialogfeld zur Berechnung des J-Wertes nach Fetkovitch aufgerufen.( Abb. 4).In dieses Dialogfeld werden die erforderlichen Parameter eingegeben. Über den eingegebenen Winkel wird festgelegt , ob es sich um ein lineares oder ein ringförmiges Aquifer handelt.
Abb. 4 Dialogfeld zur Berechnung des J-Wertes nach Fetkovitch
Unterstellt man ein halbradiales Modell, d.h. 180°, so müssen neben den Lagerstättenparametern der Radius bis zum Öl- Wasser- Kontakt und der Radius bis Aquiferende eingegeben werden. Die Angaben für die Tiefe des Aquifers und die Breite des Aquifers werden nicht benötigt. Beim Verlassen des Dialogfeldes werden der J-Wert nach Fetkovitch und das Water-in-Place berechnet. Man wird gefragt, ob man diese Werte übernehmen will oder nicht.( Abb. 5)
Abb. 5 Ergebnis
Eine andere Möglichkeit besteht darin, mit angenommenen J-Wert und WIP- Wert die Berechnung durchzuführen und diese Rechnung so oft zu wiederholen bis sich bei der Nachrechnung der Drücke der kleinste Fehler ergibt. Zu den so gefundenen J-Wert und WIP- Wert kann dann die Geometrie des Aquifers berechnet werden.
5.Berechnung der Geometrie des Aquifers.
Nachdem der J-Wert und das Water-in-Place solange variiert worden ist, bis sich für den mittleren Fehler der kleinste Wert ergeben hat, kann über die Schaltfläche AQUIFERGEOMETRIE im Eingabedialogfeld ( Abb. 2 ) das Dialogfeld zur Berechnung der Geometrie des Aquifers aufgerufen werden. ( Abb. 6 ). Über den Winkel wird festgelegt, ob es sich um ein lineares oder ein ringförmiges Aquifer handeln soll.
Abb. 6 Dialogfeld zur Berechnung der Geometrie des Aquifers
Weitere wichtige Eingabegrößen sind:
Permeabilität
Mächtigkeit
Porosität
Viskosität
Über die TASTE BERECHNUNG werden die Radien bis Öl- Wasser- Kontakt und bis Aquiferende berechnet.
6.Ergebnisse.
Die Berechnung wird durch die OK-TASTE des Eingabedialogfeldes ( Abb.2 ) ausgelöst. Die Ergebnisse stehen als Textdatei oder als Grafik zur Verfügung, je nachdem, welche Wahl getroffen wurde.
Bei der grafischen Darstellung der Ergebnisse bietet das Eingabedialogfeld( Abb. 2. ) folgende Auswahl:
· X- Achse Zeit
· X- Achse Produktion in 1000 m3
· X- Achse Produktion in 1000 t
Bei der Umrechnung von m3 in t wird die Öldichte verwendet die im Eingabedialogfeld eingegeben wurde.
Abb. 7 zeigt die Nachrechnung der Schließdrücke einer Öllagerstätte
Abb. 7 Schließdrücke über der Zeit in Tagen
Der mittlere Fehler bei der Nachrechnung der Schließdrücke ist eine wesentliche Größe für die Optimierung. Der J- Wert und das Water-in-Place , die zum kleinsten mittleren Fehler führen, stellen das Optimum der Nachrechnung dar. Dabei ist es ohne Bedeutung ,welche grafische Darstellung gewählt wurde. Abb. 8 und Abb. 9 zeigen die nachgerechneten Schließdrücke über der Produktion in 1000 m3 und über der Produktion in 1000 t.
Abb. 8 Nachrechnung der Schließdrücke einer Öllagerstätte
Abb. 9 Nachrechnung der Schließdrücke einer Öllagerstätte
Ebenso wurde Wasserinvasion berechnet. Die Ergebnisse stehen auch als Tabelle zur Verfügung .Wenn man ANSICHT TEXT wählt. können die Ergebnisse in die Textdatei AUS.TXT gespeichert werden. Dazu wählt man BEARBEITEN ERGEBNISSE SPEICHERN.
Die Datei AUS.TXT kann eingelesen werden ,indem im Menü BEARBEITEN- DATEI AUS.TXT EINLESEN gewählt wird.
Alle Ergebnisse können über das Menü DATEI- DRUCKEN ausgegeben werden oder über DATEI- DRUCKVORSCHAU vorher angesehen werden. Über DATEI- DRUCKEREINSTELLUNG kann zwischen Hochformat und Querformat gewählt werden.
7.Berechnung des Produktivitätsindex einer Bohrung
Das Programm berechnet die Produktivität einer Bohrung. Dazu wählt man in der Menüleiste BEARBEITEN-PI-WERT BERECHNEN aus. Daraufhin erscheint ein Eingabedialogfeld zur Berechnung des PI- Wertes einer Bohrung. Für die Dränageform muß eine Auswahl getroffen werden:
Dränageform
· Vollkreis
· Rechteck
Über die SCHALTFLÄCHE PI-WERT BERECHNEN wird die Berechnung ausgelöst und die Ergebnisse werden im Dialogfeld angezeigt.
Abb. 10 Berechnung des PI- Wertes einer Bohrung
Wenn man die Dränageform Rechteck wählt, sind zusätzliche Eingabedaten für die Rechteckform erforderlich:
· Länge des Rechteckes
· Breite des Rechteckes
· Lage der Bohrung im Rechteck
Wenn die Länge der Horizontalbohrung größer Null gewählt wird , wird eine Horizontalbohrung berechnet. Wenn die erbohrte Mächtigkeit größer als die bankrechte Mächtigkeit ist, wird eine geneigte Bohrung berechnet.
Abb. 11 zeigt das Beispiel einer Horizontalbohrung in einer rechteckigen Dränagefläche.
Abb. 11 Berechnung des PI- Wertes einer Horizontalbohrung
Wenn man das Dialogfeld über die Schaltfläche BEENDEN verläßt , wird man gefragt, ob man die Rechenergebnisse in der Datei AUS.TXT speichern will.
8.Berechnung der Druckverluste in Steigrohren
Das Programm OIL berechnet auch die Druckverluste in Steigrohren. Dafür wählt man in der Menüleiste BEARBEITEN- DRUCKVERLUST TUBING aus. In dem Eingabedialogfeld ( Abb. 12 ) werden die erforderlichen Parameter eingegeben.
Abb. 12 Berechnung der Druckverluste im Tubing
Die wichtigsten Eingabedaten sind:
· Minimale Rate
· Maximale Rate
· Dichte
· Viskosität
· Rohrlänge
· Innendurchmesser
· Wandrauhigkeit
· Höhenunterschied
Beispiele für die Wandrauhigkeit erhält man über die Schaltfläche WANDRAUHIGKEIT.
Stahlrohr gezogen neu 0.003 cm
Stahlrohr gezogen neu bituminiert 0.005 cm
Stahlrohr gezogen gebraucht 0.010 cm
Stahlrohr gezogen gebraucht m.Rost 0.015 cm
Stahlrohr geschweißt gebraucht 0.050 cm
Stahlrohr geschweißt leichte Verkrustung 0.150 cm
Stahlrohr geschweißt starke Verkrustung 0.300 cm
Über die Schaltfläche BERECHNUNG wird die Berechnung ausgelöst und die Ergebnisse werden in dem Dialogfeld angezeigt. Wenn man das Dialogfeld über die Schaltfläche BEENDEN verläßt , wird man gefragt, ob man die Rechenergebnisse in der Datei AUS.TXT speichern will.
9.Daten speichern
Mit der Menüauswahl DATEI- SPEICHERN oder DATEI- SPEICHERN UNTER wird der Dateiname festgelegt. In dieser Datei werden die Eingabedaten abgespeichert. Man kann auch die Ergebnisse als Textdatei abspeichern und mit einem Textverarbeitungsprogramm weiterverarbeiten. Dazu trifft man die Menüauswahl BEARBEITEN- ERGEBNISSE IN AUS.TXT DATEI. Man kann die Auswahl auch über das Kontextmenü treffen ,das man über die rechte Maustaste aufruft.
10.Daten einlesen
Eingabedaten ,die zuvor abgespeichert wurden, können wieder eingelesen werden. Dazu wählt man DATEI- ÖFFNEN und wählt die entsprechende Datei aus. Daraufhin erscheint das Dialogfeld zur Dateneingabe Abb.2 und zeigt die gelesenen Daten an. Die Daten können geändert werden. Sie stehen für die Berechnung zur Verfügung.
11.Berechnungsgrundlagen
Die Methode zur Berechnung der Wasserinvasion nach Fetkovitch wurde von L.P.Dake beschrieben. ("Fundamentals of reservoir engineering", Seiten 325-337)
Die Rate der Wasserinvasion wurde nach Formel(1) berechnet:
(1) dWe / dt = J * ( pa - p ) (m3/Tag)
Die kumulative Wasserinvasion ergibt sich aus der Materialbilanz nach Formel (2):
(2) We = cw * WIP * ( pi - pa ) (m3)
Die Änderung der Wasserinvasion während eines Zeitschrittes dt wurde nach Formel (3) berechnet:
(3) dWe = ( Wei / pi ) * ( pa1 - p2 ) * ( 1 - exp[ -J * pi * dt / Wei ] ) (m3)
Hierbei ist:
(4) Wei = cw * WIP * pi (m3)
Der J-Wert für ein radiales Aquifer ergibt sich aus Formel (5)
(5) J = 0,0533 * ( a / 360 ) * ( K * H / m ) / ( ln [ re / ro ] - 0,75 ) ( m3 / Tag bar )
Der J-Wert für ein lineares Aquifer ergibt sich aus Formel (6):
(6) J = 0,02543 * ( K * H / m ) * ( B / L ) ( m3 / Tag bar )
Bedeutung der verwendeten Symbole
a: Winkel für ein teilradiales Aquifermodell ( ° Grad )
m: Viskosität des Wassers ( cp )
B: Breite eines linearen Aquifers ( m )
cw: Wasserkompressibilität ( 1 / bar )
dt: Zeitschritt ( Tage )
dWe Änderung der Wasserinvasion ( m3 )
J: J-Wert nach Fetkovitch ( m3 / Tag bar )
L: Länge bzw. Tiefe eines linearen Aquifers ( m )
pa: Mittlerer Druck des Aquifers ( bar )
p: Lagerstättendruck am Öl-Wasser-Kontakt ( bar )
pi: Initialer Lagerstättendruck ( bar )
pa1: Mittlerer Aquiferdruck am Ende des vorangehenden Zeitschrittes ( bar )
p2: Lagerstättendruck am Öl-Wasserkontakt während des Zeitschrittes( bar )
re: Radius bis Aquiferende bei einem radialen Aquifer ( m )
ro: Radius bis Öl-Wasserkontakt bei einem radialen Aquifer ( m )
WIP: Initiales Water-in-Place ( m3 )
12.Tatenbelegung
1.Die TASTE F1 ruft die Hilfe auf
2.Die TASTE F2 ruft das Dialogfeld zur Dateneingabe auf
3.Die ESCAPE-TASTE führt beim Dialogfeld zum Abbruch
4.Die SHIFT-TASTE bewegt den Zeiger im Dialogfeld
5.Die TASTE F3 ruft die Ergebnisse als Grafik auf
6.Die TASTE F4 ruft die Ergebnisse als Tabelle auf