Neste exemplo, será realizado um ajuste da equação de
Neste exemplo, será realizado um ajuste da equação de estado de Peng-Robinson, com a finalidadeestado de Peng-Robinson, com a finalidade de comparar o comportamento das fases do óleo.
de comparar o comportamento das fases do óleo. Abra o
Abra o
Launcher
Launcher
(versão, 2015.10) da(versão, 2015.10) daCMG
CMG
que se encontra no Desktop, em seguida, abra oque se encontra no Desktop, em seguida, abra o módulomódulo
Winprop
Winprop
. Neste ponto, você deve ver uma tela como esta, abaixo:. Neste ponto, você deve ver uma tela como esta, abaixo:Clique em “
Clique em “
Titles/EOS/Units
Titles/EOS/Units
” e no espaço “” e no espaço “Comment Line
Comment Line
” digite” digiteModelagem do Fluido (PVT)
Modelagem do Fluido (PVT)
.. Dê um clique na opção “Dê um clique na opção “
Components Selection/Properties
Components Selection/Properties
” e, em “” e, em “Component
Component
” clique em “” clique em “Ins
Ins
Lib”
Lib”
(Insert library Components) e selecione os componentes (CO2, N2, C1, C2, C3, IC4, NC4, IC5, NC5,(Insert library Components) e selecione os componentes (CO2, N2, C1, C2, C3, IC4, NC4, IC5, NC5, FC6, FC7, FC8, FC9, FC10, FC11, FC12, FC13, FC14, FC15, FC16, FC17, FC18, FC19) na seguinte FC6, FC7, FC8, FC9, FC10, FC11, FC12, FC13, FC14, FC15, FC16, FC17, FC18, FC19) na seguinte ordem, mantendo a tecla Ctrlordem, mantendo a tecla Ctrl pressionada.pressionada.
Transfira os componentes selecionados para o lado direito, em seguida clique em OK. Deverá Transfira os componentes selecionados para o lado direito, em seguida clique em OK. Deverá aparecer uma tela como está:
Clique em “
Apply Change
”.Clique em “
Composition
” e digite os seguintes valores das composições, como a tela abaixo.Observe que a composição dos componentes, juntos, não somam 100% ou 1. Clique em “
Simulation
Data Set
”. Salve o arquivo com o nome “1_PVT_Original_Composition.dat
”.Clique em “
Composition
” e insira a opção “Plus Fraction Splitting
” (clique no menuCharacterization > Plus Fraction Splitting
).De um clique nesse novo item, e na aba “
General
” selecione a opção “Exponential
” para definir a “Distribution Function Type
” e ative a opção “No Lumping
” para o “Number of Pseudocomponents
”. Coloque em “First Single Carbon Number in Plus Fraction
” o número de carbonos do primeiro componente com a fração mais pesada do óleo (C20+). As outras opções deixem como o padrão.Vá à aba “
Distribution
” e introduza a fração molar do componente (C19 = 0.0403) que precede a fração mais pesada (Mole Fraction of Component Preceding Plus Fraction
). Na aba “Sample 1
” coloque os seguintes valores:Onde:
MW+: Peso molecular da fração pesada (C20+). SG+: Gravidade específica da fração pesada (C20+). Mole Frac. (Z+): Fração molar da fração pesada (C20+).
Salve o arquivo com o nome “
2_PVT_Plus_Fraction_Splitting.dat
”. Clique em “File > Run
”. Observe em “Simulation Output
”.Observação
: Neste ponto, observam-se claramente os 21 carbonos que foram inseridos a composição original.Clique em “
File > Update Component Properties
” e aceite a seguinte mensagem. Salve o arquivo como “3_PVT_Sat_Pres_Calc_Split_Weight
”.Agora recorte (com o botão direito do mouse, clique em
Cut
) a opção “Plus Fraction Splitting
”. Clique com o cursor em “Composition
”. Vá ao “menu” de “Characterization
” e adicione “Start
Regression
”, agora no menu de “Calculations
” agregue “Saturation Pressure
”. Em “Saturation Pressure
” adicione os seguintes valores:Clique em “
Regression Parameters
” e na aba “Component Properties” marque a opção da Pc (atm) e Tc (K) do pseudo-componente C40+.Vá na opção “
Component Selection/Properties
”, e na guia “Component” modifique a seleção de “Constant Volume Shift
” para “Temperature Dependent Volume Shift Correlation
”.Na aba “
Int. Coef
” clique em “HC-HC Group/Apply value to multiple non HC-HC pairs...
”. Selecione “HC-HC
” e coloque zero (0) em “Exponent Value
”, clique em Ok, em seguida clique “Apply
Change
”.Salve o arquivo com o nome “
4_PVT_Sat_Pres_Calc_Split_Pc.dat
”, em seguida “File > Run
” e observe os resultados em “Simulation Output
”, veja se a “saturation pressure calculation
” realizada depois da regressão, ficou próxima a pressão de saturação inserida, como mostra a figura abaixo.Clique em “
File > Update Component Properties
” e salve o arquivo como “5_PVT_Component_Lumping
”. Clique com o botão direito em “Regression Parameters
” e clique na opção “Exclude
”.Clique em “
Composition
” e com o cursor do mouse no “menu” “Characterization
” e agregue a opção “Component Lumping
”.Neste novo item marque a opção “
Define lumping scheme in grid below
”. Na opção “Number of
lumped components
”, digite ou selecione 7 componentes, indicando que o fluido deverá ficar com apenas 7 componentes ou pseudocomponentes.Para atribuir cada componente a um grupo, deve-se clicar sobre as caixas amarelas e numerar os componentes semelhantes em ordem crescente na coluna “
Scheme
”. Digite o número “1” para o CO2 e “2” para o N2; em seguida, digite “3” para agrupar os componentes do C1 até C3. Repita o procedimento e agrupe os hidrocarbonetos do C4 até C5, C6 até C12, C13 até C20 e C21 até o C40+. Como mostra a figura abaixo:Salve o arquivo como “
6_PVT_Sat_Pres_Calc_Lump.dat
”, rode o arquivo e observe seus resultados em “Simulation Output
”, se o agrupamento realizado estiver como solicitado e observado na figura abaixo, pode avançar na apostila.Clique em “
File > Update Component Properties
” e salve o arquivo como “7_PVT_Oil_Specific_Gravity_Diff_Lib.dat
”.Clique em “
Component Lumping
” com o botão direito e selecione “Cut
”. Clique em “Regression
Parameters
” com o botão direito e “Include
” novamente essa opção, marcando na aba “Component
Properties
” a Pc (atm) do componente C21toC40, mantendo a “Saturation Pressure
” inalterada.Salve o arquivo e rode-o novamente, observe os resultados em “
Simulation Output
”, a pressão de saturação, agrupamento, entre outros, se ficaram como desejado podem seguir para a próxima etapa.Selecione “
Regression Parameters
” e procure no “menu” o item “Lab>Differential Liberation
” e adicione. Clique em “Saturation Pressure
” e com botão direito clique e m “Exclude
”. Em “Differential
Liberation
” insira os valores como mostra a figura a seguir.Clique na opção “
Component Selection/Properties
” e na aba “Component
” modifique a opção “Temperature Dependent Volume Shift Correlation
” para “Constant Volume Shift
”. Vá em “First
Vá em “
Regression Parameters
” e, na opção “Component Set
”, selecione “Second Set
”, e marque na coluna do “Vol Shift
”, o pseudo-componente mais pesado (C21to40+). Salve o arquivo, rode e observe os resultados em “Simulations Graphs
”, na “Page 2”, de “Summary Plot Dif. Lib. Calc
”, lembrando que, neste item, tentamos ajustar apenas a opção “Oil SG
”.Desta maneira, conseguiu-se ajustar o peso específico do óleo residual, em condições normais. Agora é necessário ajustar as curvas Bo (Oil FVF) e Rs (GOR), com os dados experimentais, o que é realizado por meio da regressão do “
Volume Shift
” do componente mais pesado do “First Set
” das equações de estado.Clique em “
File > Update Component Properties
” e salve o arquivo como “8_PVT_Oil_FVF_GOR_Diff_Lib.dat
”.Em “
Differential Liberation
” faça as alterações dos pesos como mostra a figura a seguir.Em “
Regression Parameters
”, para o “First Set
” da equação de estado, marque “Vol. shift
” da fração mais pesada e remova a marcação da “Pc (atm)
”. Vá para o “Second Set
” da equação de estado e remova a marcação do “Vol. Shift
” do componente mais pesado, salve o arquivo, rode e observe seus resultados, em “Simulations Graphs
” na “Page 1” de “Summary Plot Dif. Lib. Calc”, lembrem-se, neste item tentamos ajustar apenas a o pção “FVF e GOR”.Clique em “
File > Update Component Properties
” e salve o arquivo como “9_PVT_Oil_Viscosity_Diff_Lib_Jossi.dat
”.Em “
Differential Liberation
” coloque zero (0) para os pesos de “OIL FVF
”, “GOR
” e “Oil SG
”, e 1 para“Oil Viscosity
”.Oil FVF = 0 (zero); GOR = 0 (zero);
Oil Viscosity = 0 (zero); Oil SG = 1 (ajuste).
Vá na opção “Regression Parameters” e remova a regressão do “
Vol. Shift
” do “First Set
” das equações de estado. Na aba “Viscosity Parameters
” selecione todos os parâmetros para a regressão da viscosidade utilizando as correlações deJossi-Stiel-Thodos
, como mostra a figura abaixo:Salve, rode e observe os resultados, em “
Simulations Graphs
” na “Page 3” de “Summary Plot
Dif. Lib. Calc
”, lembrem-se, neste item tentamos ajustar apenas a opção “Viscosity
”.Observação
: Este tipo de óleo apresenta um comportamento não-newtoniano com alta viscosidade e, por conseguinte, é muito difícil encontrar uma correlação direta entre a viscosidade e qualquer outro parâmetro. Como parte do exercício, o comportamento de viscosidade será comparado através da ativação do modelo dePedersen
, então os coeficientes do presente modelo vão ser regredidos, a fim de ajustar os valores da viscosidade obtidos por simulação com os valores obtidos nas medições laboratoriais.Clique em “
Component Selection/Properties
”, vá à aba “Viscosity
” e selecione o modelo de “Pedersen Corresponding States Model
” e modifique a opção “Correponding States Model Type
” para a correlação “Pedersen (1984)
”. Clique em “Regression Parameters
” e vá à aba “Viscosity Parameters
”Oil FVF = 1 (ajuste); GOR = 1 (ajuste); Oil Viscosity = 0 (zero); Oil SG = 0.
e verifique se todos os parâmetros para a regressão da viscosidade utilizando a correlação de
Pedersen
estão ativados.Salve o arquivo como “
10_PVT_Oil_Viscosity_Diff_Lib_Pedersen
”, rode o arquivo e observe seus resultados, novamente, em “Simulations Graphs
” na “Page 3” de “Summary Plot Dif. Lib. Calc”, lembrando que, neste item tentamos ajustar apenas a opção “Viscosity”.Observação: Pode ser necessário realizar um ajuste da escala do gráfico referente à
viscosidade.
Se o ajuste esperado não foi o encontrado para a viscosidade, pode ser necessário expandir os limites de cálculos das variáveis (
variable bounds
) na seção “Regression Parameters
”. Porém, esses valores só devem ser alterados se o gráfico da viscosidade, realmente, não tenha sido ajustado com os passos anteriores. Caso tenha sido encontrado, clique em “File > Update Component Properties
” e salve o arquivo como “11_PVT_Characterized_Thirteen_Components
”, dando continuidade a partir d este item na apostila.Caso isso realmente não tenha acontecido, localize em “
Simulation Output
” a seguinte informação, como mostra a figura abaixo:Neste exemplo, o valor final da variável 3, alcançou o valor máximo e se a resposta não satisfaz o teste de liberação diferencial, então é necessário aumentar as extremidades das variáveis. Faça essa alteração variável por variável, sempre rodando a cada alteração e observando os resultados.
Essa alteração deve ser realizada aumentando a variável gradativamente, com pequenos acréscimos, por exemplo, 0.25. Como mostra a figura abaixo sem e com a alteração realizada para o ajuste da viscosidade.
Se necessário, você também pode ajustar as margens mínimas. Salve o arquivo como “
12_PVT_Oil_Viscosity_Diff_Lib_Pedersen_Variable_Bounds.dat
” e, em seguida, rode-o novamente. Se a viscosidade ainda não está definida, como a figura abaixo, repetir o procedimento até o devido ajuste do item viscosidade.Clique em “
File > Update Component Properties
” e salve o arquivo como “13_PVT_Characterized_Thirteen_Components
”. Agora com o botão direito selecione a opção “Exclude
” para a “Regression Parameters
”.Clique em “
Composition
” e vá no “menu” “Calculation
” e selecione a opção “Two-Phase
Salve o arquivo como “
14_PVT_Two_Phase_Envelope
”, rode e observe em “Simulation Graphs
” o diagrama PT. Deve-se observar algo similar a figura abaixo:Observação: Caso o simulador a ser utilizado seja o “STARS” siga os próximos passos, caso contrário, verifique o procedimento para a geração do modelo de fluido do simulador desejado.
PROCESSOS AVANÇADOS DE SIMULAÇÕES TÉRMICAS E QUÍMICAS (SIMULADOR STARS)
Salve o arquivo como “15_PVT_CMG_STARS_PVT_DATA.dat
”, clique em “Two-Phase
e agregue a opção “
CMG STARS PVT DATA
”. Na nova seção, em “Calc Type
” marque “BASIC
STARS PVT data
”.Na guia, “
Basic PVT Control
” atribua os seguintes valores.Na aba “
Density/Surface Control
” selecione a opção “Generate Gas-Liquid K-values at surface
condition
” e insira os valores mostrados a seguir.Salve o arquivo, rode e observe se foi criado um arquivo com extensão “.str” (
