A Modified Four-Coefficient Model for Plus Fraction Characterization of a Supergiant Gas Condensate Reservoir

Document Type : Original Article


1 Department of Chemical Engineering, Faculty of Petroleum, Gas and Petrochemical Engineering, Persian Gulf University, Bushehr, Iran

2 Department of Petroleum Engineering, Faculty of Petroleum, Gas and Petrochemical Engineering, Persian Gulf University, Bushehr, Iran


Properties and chemical composition of plus fraction in a petroleum fluid have a considerable impact on the fluid phase behavior. Understanding the trend of changes in molecular weight of successive single carbon number (SCN) groups in a plus fraction requires an accurate and reliable distribution function. Different distribution function models proposed so far may be applicable for certain types of reservoir fluids. In this work, analysis of 30 representative fluid samples in a supergiant gas condensate reservoir indicated a discontinuity in molecular weights of SCN groups at SCN=8, and SCN=13. The exponential, gamma, four-coefficient, and modified four-coefficient distribution functions were applied to these samples to predict the composition of SCN components. Results showed that the exponential distribution function does not predict the distribution of SCN composition accurately, especially in the aforementioned compositional discontinuities. Furthermore, the gamma distribution function was successful in predicting the jump in SCN=8 but failed at SCN=13. On the other hand, the modified four-coefficient model did predict the jumps in both SCN=8 and SCN=13. The overall error of calculations was 37.19%, 12.04% and 10.71% for exponential, gamma and modified four-coefficient models. Comparing four-coefficient and modified four-coefficient prediction results showed that the model parameters are strongly dependent on the fluid nature and need to be optimized based on available field data.


Main Subjects

Article Title [Persian]

ارائه مدل تصحیح شده چهار ضریبی برای مشخصه سازی جزء سنگین در یک مخزن فوق عظیم گاز میعانی

Authors [Persian]

  • شهریار عصفوری 1
  • رضا آذین 2
  • امین محمدرضایی 1

1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی نفت، گاز و پتروشیمی، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران

2 گروه مهندسی نفت، دانشکده مهندسی نفت، گاز و پتروشیمی، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران

Abstract [Persian]

خواص و ترکیب برش جمعی یک سیال نفتی تأثیر قابل توجهی بر رفتار فازی سیال دارد. شناخت روند تغییرات جرم مولکولی گروه‌­های متوالی تک کربن برش جمعی مستلزم داشتن یک تابع توزیع دقیق و قابل اعتماد است. مدل­‌های مختلف تابع توزیع موجود برای انواع خاص سیال قابل استفاده است. در این مقاله، تحلیل ۳۰ سیال معرف یک مخزن گاز میعانی فوق عظیم نشان داد که ناپیوستگی در جرم مولکولی‌­های گروه‌­های تک کربن ۸ و ۱۳ است. توابع توزیع نمایی، گاما، چهارضریبی و چهارضریبی تصحیح شده بر این داده‌­ها اعمال شد تا ترکیب گروه‌­های تک کربن پیش‌بینی شود. نتایج نشان داد که تابع توزیع نمایی دقت لازم برای پیش‌بینی توزیع ترکیبات تک کربن به ویژه در نقاط ناپیوستگی ترکیب را ندارد. به علاوه، تابع توزیع گاما ناپیوستگی ترکیب در عدد کربنی ۸  را به خوبی پیش بینی کرد ولی دقت لازم در عدد کربنی ۱۳ را ندارد. خطای کلی محاسبات برای روش­‌های نمایی، گاما و چهارضریبی تصحیح شده به ترتیب برابر با ۳۷/۹٪، ۱۲/۰۴٪ و۱۰/۷۱٪ بدست آمد. مقایسه نتایج پیش بینی مدل چهارضریبی و مدل چهارضریبی تصحیح شده نشان داد که متغیرهای مدل به شدت وابسته به ماهیت سیال است و بر اساس داده‌­های میدانی موجود نیازمند بهینه‌­سازی می­‌باشد.

Keywords [Persian]

  • گاز میعانی
  • برش جمعی
  • تابع توزیع
  • مدل چهارضریبی
Ahmed, T.H, 1989. Hydrocarbon Phase Behavior. Gulf Publishing, Houston.
Ahmed, T.H., Cady, G.V., Story, A.L., 1985. A generalized correlation for characterizing the hydrocarbon heavy fractions. SPE 14266, 22-25.
Chandler, J.P., 1985. MARQ 2.3, A.N.S.I. Standard Fortran. Oklahoma State University: Stillwater, Oklahoma.
Cobenas, R.H., Crotti, M.A., 1999. Volatile oil: determination of reservoir fluid composition from a non-representative fluid sample. SPE 54005, Latin American and Caribbean Petroleum Engineering Conference, Caracas, Venezuela.
Danesh, A., 1998. PVT and Phase Behaviour of Petroleum Reservoir Fluids (1st ed.). Elsevier Science, Amsterdam.
Drohm, J.K., Trengove, R.D., Goldthorpe, W.H., 1988. On the quality of data from standard gas-condensate PVT experiments. SPE 17768, SPE Gas Technology Symposium, Dallas, Texas.
Du, P.C., Mansoori, G.A., 1987. Phase equilibrium of multicomponent mixtures: continuous mixture Gibbs free energy minimization and phase rule. Chem. Eng. Comm. 54, 139-148.
Hosein, R., McCain Jr, W.D., Jagai, T., 2012. A four coefficient model for extending the heptanes-plus fraction for gas condensate systems. Journal of Petroleum Science and Engineering 100, 59-70.
Kikani, J., Ratulowski, J., 1996. Consistency check and reconciliation of PVT data from samples obtained with formation testers using EOS models. SPE 36743, SPE Annual Technical Conference, Society of Petroleum Engineers, Denver, Colorado.
Mansoori, G.A., Du, P.C., Antoniades, E., 1989. Equilibrium in multiphase polydisperse fluids. International Journal of Thermodynamics 10(6), 1181-1204.
Moffatt, B.J., Williams, J.M., 1998. Identifying and meeting the key needs for reservoir fluid properties: a multi-disciplinary approach. SPE 49067, SPE Annual Technical Conference, Society of Petroleum Engineers, New Orleans, Louisiana.
Osfouri, S., Azin, R., Kiani Zakheradi, M., Gerami, S. A unified approach for quality control of drilled stem test and PVT data. Gas Processing Journal, In press.
Pedersen, K.S., Christensen, P.L., 2007. Phase Behavior of Petroleum Reservoir Fluids. Taylor & Francis Group, Boca Raton.
Pedersen, K.S., Thomassen, P., Fredenslund, Aa., 1983. SRK-EOS calculation for crude oils. Fluid Phase Equilibria 14,.209-218.
Pedersen, K.S., Thomassen, P., Fredenslund, Aa., 1984. Thermodynamics of petroleum mixtures containing heavy hydrocarbons. 1. Phase envelop calculations by use of the Soave-Redlich-Kwong equation of state. Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev 23, 163-170.
Trengove, R.D., Hann, J.H., Skates, J.R., 1991. The impact of PVT data quality on hydrocarbon recovery predictions. SPE 22988, SPE Asia Pacifihc Conference, Society of Petroleum Engineers, Pert, Australia.
Whitson, C. H., 1983, Characterizing hydrocarbon plus fractions. SPE J. 23, 683-694.
Whitson, C.H., Brule, M.R., 2000. Phase Behavior. SPE Monograph, Vol. 20. Richardson, Texas.