17.05.10-Guia Do WinProp

Neste exemplo, será realizado um ajuste da equação de estado de Peng-Robinson, com a finalidade de comparar o comportamento das fases do óleo. Abra o

Launcher

(versão, 2015.10) da

CMG

que se encontra no Desktop, em seguida, abra o

módulo Winprop. Neste ponto, você deve ver uma tela como esta, abaixo:

Clique em “Titles/EOS/Units” e no espaço “ Comment Line” digite Modelagem do Fluido (PVT). Dê um clique na opção “Components Selection/Properties” e, em “Component” clique em “Ins

Lib” (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 ordem, mantendo a tecla Ctrl pressionada. 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 menu

Characterization > 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 observe os resultados em “ Simulation

> Run” e

Output”, veja se a “saturation pressure calculation” realizada

depois da regressão, ficou próxima a pressão de saturação inserida, como mostra a figura abaixo.

> Update Component Properties” e salve o arquivo como “5_PVT_Component_Lumping”. Clique com o botão direito em “ Regression Parameters” e clique na Clique

em

“File

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 “Temperature

Selection/Properties” e na aba “Component” modifique a opção

Dependent Volume Shift Correlation”

para “Constant

Volume Shift”.

Vá em “First

Set” e selecione “Add New Set”, para poder ajustar o valor de SG, clique em “ Apply Change”.

Oil FVF = 0 (zero); GOR = 0 (zero); Oil Viscosity = 0 (zero); Oil SG = 1 (ajuste). 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”.

> Update Component Properties” “9_PVT_Oil_Viscosity_Diff_Lib_Jossi.dat”. Clique

em

“File

e

salve

o

arquivo

como

Em “Differential Liberation” coloque zero (0) para os pesos de “ OIL FVF”, “GOR” e “Oil SG”, e 1 para “Oil Viscosity”.

Oil FVF = 1 (ajuste); GOR = 1 (ajuste); Oil Viscosity = 0 (zero); Oil SG = 0. 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 de Jossi-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 de

Pedersen, 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”

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.

> Update Component Properties” e “13_PVT_Characterized_Thirteen_Components”. Agora com o botão Clique

em

“File

salve

o

arquivo

como

direito selecione a opção

“Exclude” para a “Regression Parameters”. Clique em “Composition” e vá no “menu” “ Calculation” e selecione a opção “ Two-Phase

Envelope”. Em seguida, adicione os valores como a figura a seguir.

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

Envelope” com o botão direito do mouse, e selecione “cut”. Vá ao “menu” principal em “ Simulator PVT”

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

(15_PVT_CMG_STARS_PVT_DATA.str).

se

foi

criado

um

arquivo

com

extensão

“.str”