Μηχανική Ταμιευτήρων Υδρογονανθράκων (ΜΟΠ 407)

Περιεχόμενο μαθήματος :

Εισαγωγή στη Μηχανική Πετρελαίου: Ιστορικά στοιχεία, Ανακάλυψη και χρήσεις πετρελαίου, Στοιχεία Οικονομίας Πετρελαίου, Σύγκριση με άλλες πηγές ενέργειας, Περιβαλλοντικά θέματα.
Διεργασίες Σχηματισμού Υ/Α , Σύσταση πετρελαίου, Τυπική κατανομή ρευστών Ταμιευτήρα, Φυσική Ενέργεια Ταμιευτήρα και Βασικό Φυσικό Πρότυπο Παραγωγής, Διεργασίες Δευτερογενούς Παραγωγής, Συμβατικό πρότυπο πρωτογενούς παραγωγής από ταμιευτήρα - διαχωριστήρες.
Βασικές Μονάδες και μεγέθη, Ιδιότητες της Αέρια Φάσης, Συντελεστής Συμπιεστότητας, Ιδιότητες Υγρής Φάσης, Ογκομετρικοί συντελεστές αερίου και πετρελαίου, Εμπειρικές εξισώσεις υπολογισμού ιδιοτήτων πετρελαϊκών ρευστών.
Ισορροπία φάσεων καθαρών ρευστών, Πτητικότητα και τάση ατμών, Διαγράμματα PV και PT καθαρών ρευστών, Καταστατικές εξισώσεις καθαρών ρευστών, Ισορροπία φάσεων μιγμάτων, Διαγράμματα PV και PT μιγμάτων, Φάκελος φάσεων, Καταστατικές εξισώσεις πολυσυστατικών ρευστών– Κανόνες ανάμιξης, Επίλυση προβλήματος ισορροπίας φάσεων, Συντελεστές ισορροπίας, Ρύθμιση καταστατικής εξίσωσης.
Δειγματοληψία ρευστών ταμιευτήρα, Συνήθεις εργαστηριακές μελέτες πετρελαϊκών ρευστών, Εργαστηριακός προσδιορισμός ογκομετρικών συντελεστών σχηματισμού, Βασικές κατηγορίες ταμιευτήρων υδρογονανθράκων.
Ασφαλτένια, Κεριά, Υδρίτες

Εργαστηριακές ασκήσεις:
- Ανάλυση και επίλυση ασκήσεων υπολογισμού ισοζυγίων μάζας και mole, υπολογισμός σύστασης κατά βάρος, όγκου και mole, υπολογισμός ογκομετρικών συντελεστών, χρήση εμπειρικών εξισώσεων για τον υπολογισμό πίεσης βρασμού και ογκομετρικών συντελεστών σε ταμιευτήρα πετρελαίου.
- Πειραματική μελέτη σταθερής μάζας πραγματικού μείγματος πετρελαϊκών υδρογονανθράκων. Πειραματικός προσδιορισμός το σημείο βρασμού και του συντελεστή ισοθερμοκρασιακής συμπιεστότητας. - Πειραματική μελέτη εκτόνωσης πραγματικού μείγματος πετρελαϊκών. Μέτρηση του ογκομετρικού συντελεστή σχηματισμού πετρελαίου (Bo) και της αναλογίας παραγόμενου αερίου προς υγρό (GOR). Χρωματογραφική ανάλυση των παραγομένων αερίων και υγρών υδρογονανθράκων και υπολογισμός της σύστασης του πετρελαίου σε συνθήκες ταμιευτήρα (recombination).
- Περιγραφή συμπεριφοράς πετρελαίου με χρήση προσομοιωτή PVT Designer (σουίτα εφαρμογών tNavigator). Ρύθμιση παραμέτρων κυβικής καταστατικής εξίσωσης με βάση τα χαρακτηριστικά του βαρέως κλάσματος και εργαστηριακά αποτελέσματα μελέτης σταθερής μάζας. Πρόβλεψη της ογκομετρικής συμπεριφοράς του πετρελαίου και της ισορροπίας του με το αέριο στις συνθήκες του ταμιευτήρα.
 

Μαθησιακά Αποτελέσματα :

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση να:

•  Διαφοροποιεί Τα είδη των ταμιευτήρων υδρογονανθράκων
•  Διαχειρίζεται Τους ογκομετρικούς συντελεστές σχηματισμού υδρογοναθράκων
•  Εκτιμάει (Υπολογίζει) Τα αποθέματα ενός ταμιευτήρα
•  Αναγνωρίζει Τα είδη των πετρελαϊκών φάσεων και τα χαρακτηριστικά τους
•  Αναλύει Τα αποτελέσματα τυπικών εργαστηριακών μελετών σε πετρελαϊκά ρευστά

Γενικές Ικανότητες :

Γενικές ικανότητες που ενισχύει το μάθημα :

•  Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
•  Αυτόνομη εργασία
•  Ομαδική εργασία
•  Γραπτή επικοινωνία
•  Προφορική επικοινωνία
•  Επίλυση προβλημάτων

Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία, στην Εργαστηριακή Εκπαίδευση, στην Επικοινωνία με τους φοιτητές :

Οργάνωση διδασκαλίας :

Άλλα Σχόλια για την Οργάνωση της Διδασκαλίας :
1η βδομάδα (Εισαγωγικά)
1. Φυσιογνωμία και οργάνωση μαθήματος
2. Χρήσεις πετρελαίου και φυσικού αερίου.
3. Εισαγωγικά στην παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας συνολικά (έκθεση BP). Χρήσεις ενέργειας (κατανομή). Κατανομή των ενεργειακών πηγών και εκτίμηση της μελλοντικής εξέλιξης.
4. Παραγωγή ενέργειας από ορυκτά καύσιμα. Άλλες πηγές?
5. Ιστορική αναδρομή στην ανακάλυψη και χρήση υγρών Υ/Α και ΦΑ
6. Ιστορικά για μηχανές παραγωγής έργου – ατμομηχανή και μηχανή εσωτερικής καύσης
7. Οικονομία πετρελαίου – Εξέλιξη τιμών – Παράγοντες που επηρεάζουν τις τιμές – Ιστορικά στοιχεία παραγωγής
8. Περιβαλλοντική επίδραση/Ατυχήματα κατά την εξόρυξη - μεταφορα – χρήση
9. Αντιμετώπισης περιβαλλοντικών επιπτώσεων.

2η βδομάδα (Σχηματισμός και βασικά χαρακτηριστικά ταμιευτήρα)
1. Φυσικοχημικές/Γεωλογικές διεργασίες σχηματισμού ταμιευτήρων
2. Σύσταση πετρελαίου ανάλογα με την προέλευση και τις συνθήκες σχηματισμού -
3. Χαρακτηριστικά Πετρώματος. Ρευστά, πίεση ρευστών στους πόρους – πορώδες, διαπερατότητα, συμπιεστότητα στερεού
4. Φάσεις και συστατικά ταμιευτήρα
5. Τυπική διαμόρφωση Ταμιευτήρα

3η βδομάδα (Μηχανισμοί Πρωτογενούς / Δευτερογενούς Παραγωγής)
1. Στοιχεία τεχνικής γεωτρήσεων – φρεατίου -Τύπο φρεατίων Παραγωγής και Injection
2. Ανάπτυξη και εκμετάλλευση κοιτασμάτων
3. Φυσική ενέργεια ταμιευτήρα – Μηχανισμοί πρωτογενούς παραγωγής
4. Περιγραφή βασικού φυσικού προτύπου παραγωγής.
5. Εισαγωγή στη δευτερογενή παραγωγή

4η βδομάδα (Ιδιότητες αέριας φάσης)
1. Βασικές μονάδες μηχανικής πετρελαίου και μετατροπές στο SI
2. Ιδιότητες αέριας φάσης (ειδικό βάρος και πυκνότητα, ειδικό βάρος συναρτήσει PT) – Νόμος των Ιδανικών Αερίων
3. Πραγματικά Αέρια - Συντελεστής Συμπιεστότητας z– Συντελεστής σχηματισμού αερίου

5η βδομάδα (Ιδιότητες αερίου - πετρελαίου)
1. Ιδιότητες υγρής φάσης ( πυκνότητα, συμπιεστότητα, ιξώδες συναρτήσει PT) για πετρέλαιο και νερό
2. Συντελεστής σχηματισμού νερού και πετρελαίου, Λόγος διαλυμένου αερίου

6η βδομάδα (Ιδιότητες αερίου - πετρελαίου)
1. Εμπειρικές εξισώσεις υπολογισμού ιδιοτήτων.
2. Ισορροπία φάσεων μονοσυστατικών ρευστών
3. Διάγραμμα PV, PT
4. Πτητικά και μη πτητικά συστατικά του πετρελαίου - Τάση ατμών καθαρού ρευστού

7-8 η βδομάδα (Θερμοδυναμική καθαρού ρευστού)
1. Ισορροπία φάσεων πολυσυστατικών μιγμάτων Υ/Α
2. Διάγραμμα PV, PT
3. Δειγματοληψία φάσεων ταμιευτήρα
4. Εργαστηριακός προσδιορισμός συντελεστών σχηματισμού (υγρού – αερίου – ολικός) και εν διαλύσει αερίου

9-10η βδομάδα (Θερμοδυναμική πολυσυστατικού ρευστού)
1. Καταστατικές εξισώσεις μονοσυστατικών ρευστών
2. Πολυσυστατικά μίγματα υγρών Υ/Α – Νόμος Raoult
3. Πολυσυστατικά μίγματα αέριων Υ/Α – Νόμος Dalton
4. Καταστατικές εξισώσεις πολυσυστατικών ρευστών – Κανόνες Ανάμιξης

11-13η βδομάδα (Κατηγορίες ταμιευτήρων)
1. Κατηγορίες Ταμιευτήρων και διαγράμματα ΡΤ
2. Ασφαλτένια, Κεριά, Υδρίτες.
3. Επαναληπτικές Ασκήσεις

 

Αξιολόγηση :

Αθροιστική/Συμπερασματική (για βαθμό φοιτητή) Αξιολόγηση:

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία :

- Reservoir Engineering Handbook 5th ed., Tarek Ahmed, ISBN-13: 978-0128136492
- Equations of State and PVT Analysis: Applications for Improved Reservoir Modeling 2nd ed., Tarek Ahmed, ISBN: 9780128015704
- PVT Property Correlations: Selection and Estimation 1st ed., Ahmed El-Banbi, Ahmed Alzahabi, Ahmed El-Maraghi, ISBN-13: 978-0128125724