BR112015019582A2

BR112015019582A2 - correção de gás de superfície por modelo de equilíbrio de contribuição de grupo

Info

Publication number: BR112015019582A2
Application number: BR112015019582-2A
Authority: BR
Inventors: Mathew D. Rowe
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc.
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2020-10-20
Also published as: CN105121780B; CN105121780A; EP2943647B1; CA2901309A1; EP2943647A4; MX2015010823A; WO2014160793A2; RU2618762C2; MY178571A; EP2943647A2; US10641757B2; CA2901309C; US20160003793A1; AU2014241262B2; WO2014160793A3; RU2015134750A; AU2014241262A1

Abstract

CORREÇÃO DE GÁS DE SUPERFÍCIE POR MODELO DE EQUILÍBRIO DE CONTRIBUIÇÃO DE GRUPO. Métodos e sistemas são divulgados para determinar hidrocarbonetos totais de fluidos e sólidos transportando fluido de uma formação geológica durante operações de fundo de poço. A extração de gás na locação de poço ocorre por meio de um extrator de gás a uma pressão ajustada, temperatura detectada, densidade detectada e taxa de volume controlada. As quantidades dos vários componentes de interesse são determinadas a partir de amostras de entrante e efluente de fluido do furo de poço resolvendo um sistema de equações de estado utilizando um modelo de equilíbrio de contribuição de grupo. O conhecimento das composições químicas aproximadas das fases de fluido líquida e da fase sólida antes da contaminação com materiais da formação, com a detecção da fase de gás e a descrição de fase sólida da formação geológica, permite a determinação de hidrocarbonetos detectáveis totais de formações geológicas na superfície e suas concentrações a serem expressas como fração molar ou de massa para materiais provenientes de um furo de poço durante operações de fundo de poço.

Description

CORREÇÃO DE GÁS DE SUPERFÍCIE POR MODELO DE EQUILÍBRIO DE CONTRIBUIÇÃO DE GRUPO PRIORIDADE

[1] Este pedido é um Pedido Internacional e reivindica prioridade do Pedido de Patente Provisório US 61/805.828, intitulado “SURFACE GAS CORRECTION BY GROUP CONTRIBUTION EQUILIBRIUM MODEL”, depositado em 27 de março de 2013, também nomeando Mathew Dennis Rowe como inventor, a divulgação do qual é aqui incorporada por referência na sua totalidade.

CAMPO DA DIVULGAÇÃO

[2] A presente divulgação se refere genericamente a perfilagem de lama ou perfilagem de gás durante a perfuração e, mais especificamente, a um método e sistema para caracterização em tempo real de fluidos de formação.

FUNDAMENTOS

[3] Durante operações de perfuração, fluidos e gases da formação podem se tornar aprisionados no fluido de perfuração. Estes gases podem ser extraídos na superfície numa trapa de gás de agitação mecânica e analisados usando um cromatógrafo de gás, espectrômetro de massa ou equipamento semelhante para determinar, desse modo, um perfil de hidrocarboneto da formação por pé linear perfurado para toda a profundidade do poço. Em particular, concentrações molares dos vários componentes de interesse da fase de vapor são medidas pelo cromatógrafo de gás, espectrômetro de massa ou outro equipamento analítico e cálculos de equação de estado usando estes dados são, então, utilizados para extrapolar estes dados medidos para um perfil de hidrocarboneto.

[4] Muitas equações de estado diferentes foram desenvolvidas para descrever o estado termodinâmico e químico de um sistema. A indústria de petróleo e gás tradicionalmente usa a equação de estado de Peng-Robinson para fins de perfilagem de lama com sucesso moderado. No entanto, as técnicas atuais de perfilagem de lama sofrem de imprecisões que requerem que fatores de correção sejam determinados e aplicados. Por exemplo, é uma prática conhecida circular inicialmente fluido de perfuração em um balde durante medições de perfilagem de lama e correlacionar as medições com os testes de laboratório para determinar fatores de correção antes da perfuração. Estes métodos não são praticados em tempo real devido à necessidade de obter testes de laboratório experimentais periódicos para obter resultados precisos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[5] A FIG. 1 ilustra um sistema de sonda de perfuração que pode ser utilizado em conjunto com uma modalidade ilustrativa da presente invenção;

[6] A FIG. 2 é um fluxograma de um método para caracterizar fluido de formação de acordo com um método ilustrativo da presente divulgação; e

[7] A FIG. 3 é um fluxograma ilustrativo de outro método 300 para caracterizar fluido de formação no qual amostras de efluente e entrante são utilizadas de acordo com um método ilustrativo da presente divulgação.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES ILUSTRATIVAS

[8] Modalidades ilustrativas e respectivos métodos da presente divulgação são descritos abaixo como eles podem ser empregados num sistema ou método para determinar características de fluido de formação em tempo real. No interesse da clareza, nem todas as características de uma implementação ou um método real são descritas neste relatório descritivo. Será evidentemente apreciado que no desenvolvimento de qualquer tal modalidade real numerosas decisões específicas da implementação devem ser tomadas para alcançar os objetivos específicos dos desenvolvedores, tal como a conformidade com restrições relacionadas ao sistema e relacionadas ao negócio as quais variarão de uma implementação para outra. Além disso, será apreciado que um tal esforço de desenvolvimento pode ser complexo e demorado, mas, apesar disso, seria uma tarefa rotineira para os especialistas na técnica tendo o beneficio desta divulgação. Outros aspectos e vantagens das várias modalidades e dos vários métodos relacionados da divulgação se tornarão aparentes a partir da consideração da seguinte descrição e dos desenhos.

[9] Como aqui descritas, modalidades ilustrativas da presente divulgação fornecem métodos alternativos para corrigir dados de fluido de superfície com base em equações de estado de contribuição de grupo e/ou equilíbrio de fase durante as operações de fundo de poço em tempo real. Como resultado, a quantidade de hidrocarbonetos totais em fluido de fundo de poço multifásico (isto é, transportando fluidos e sólidos) recuperado de uma formação geológica é determinada em tempo real. Em um método generalizado ilustrativo, a extração de gás na locação de poço ocorre por meio de um extrator de gás a uma pressão ajustada, temperatura detectada, densidade detectada e taxa de volume controlada. As quantidades de várias espécies/componentes de interesse são determinadas de amostras de fluido de perfuração no (isto é, entrante) e fora do (ou seja, efluente) do furo de poço, via o extrator de gás, resolvendo um sistema de equações de estado utilizando um modelo de equilíbrio de contribuição de grupo. O conhecimento de uma composição química aproximada da fase de fluido líquida e da fase sólida antes da contaminação com materiais da formação geológica, em conjunto com a detecção da fase de gás e a descrição da fase sólida da formação geológica, permite determinação de hidrocarbonetos detectáveis totais extraídos da formação. Mais ainda, como será descrito em mais detalhes abaixo, a diferença nas composições de fluido entrante e efluente do furo de poço pode ser usada para determinar o material gerado por/absorvido da formação geológica, mantendo assim a integridade de análise de fluido subsequente.

[10] Embora a descrição seguinte se concentre em aplicações de perfuração, modalidades ilustrativas da presente divulgação podem ser utilizadas em qualquer operação de fundo de poço na qual fluido flui para dentro ou para fora do furo de poço.

[11] A FIG. 1 ilustra um sistema de sonda de perfuração 100 que pode ser utilizado em conjunto com uma modalidade ilustrativa da presente invenção. Com referência de volta à FIG. 1, no entanto, uma plataforma de perfuração 2 é mostrada equipada com uma torre 4 que suporta um guincho 6 para elevar e abaixar uma coluna de perfuração 8. O guincho 6 suspende um top drive 11 apropriado para girar a coluna de perfuração 8 e abaixar a mesma pela cabeça de poço 13. Conectada à extremidade inferior da coluna de perfuração 8 está uma broca de perfuração

15. Quando a broca de perfuração 15 gira, ela cria um poço 17 que passa através de várias formações 19. Um sistema de circulação de fluido de perfuração inclui uma bomba 21 para circular fluido de perfuração através de um tubo de fornecimento 22 para o top drive 11, pelo interior da coluna de perfuração 8, através de orifícios na broca de perfuração 15, de volta para a superfície via o anular em torno da coluna de perfuração 8 e para um depósito de retenção 24 via tubo de retorno 23. O fluido de perfuração transporta fragmentos e cascalhos do poço para o depósito 24 e ajuda a manter a integridade do furo de poço 16. Vários materiais podem ser usados para fluido de perfuração incluindo, mas não se limitando a, uma lama condutiva à base de água salgada.

[12] Um extrator 54 é acoplado de modo fluido ao sistema de circulação de perfuração via conduto 56 para extrair uma amostra de gás efluente do fluido de perfuração que sai do poço 17 via tubo de retorno 23. O extrator 54 também está fluidamente acoplado ao tubo de fornecimento 22 via conduto 52 para, desse modo, extrair uma amostra de gás entrante do fluido de perfuração entrando no poço 17. O extrator 54 pode ser qualquer variedade de tais dispositivos, tal como entendido na técnica. Embora não mostrado, o extrator 54 também inclui um detector de temperatura para medir a temperatura das amostras de gás efluentes e entrantes, assim como um detector de pressão para medir a pressão das amostras de gás efluentes e entrantes. Um instrumento analítico 60 é acoplado ao extrator 54, via linha 58, o qual mediu as amostras de gás efluentes/entrantes para, desse modo, determinar uma contribuição molar de fase de vapor efluente de cada componente de interesse no fluido de perfuração. O instrumento analítico 60 pode ser uma variedade de dispositivos tais como, por exemplo, um cromatógrafo de gás, num espectrômetro de massa ou outro analisador de gás. Uma unidade de processamento de computador ("CPU") 56 (também aqui denominada como um sistema de manipulação de informações) é acoplada ao extrator 54 e ao instrumento analítico 60. A CPU 56 compreende um processador e dispositivo de memória contendo um conjunto de instruções que, quando executadas pelo processador,

faz com que o processador determine uma pressão de vapor parcial, uma contribuição molar de fase líquida e uma contribuição molar de fase de vapor de cada componente de interesse usando um modelo de equilíbrio de contribuição de grupo, como será descrito em mais detalhes abaixo.

[13] Em modalidades alternativas, extratores separados 54 podem ser utilizados para as amostras de gás efluentes e entrantes. Por exemplo, um primeiro extrator pode ser acoplado de modo fluido ao tubo de retorno 23 para extrair uma amostra de gás efluente de fluido de perfuração saindo do poço 17. O primeiro extrator pode ter um detector de temperatura dedicado (isto é, primeiro detector de temperatura) acoplado ao mesmo para medir a temperatura da amostra de gás efluente. Um primeiro detector de pressão poderia também ser acoplado ao mesmo, a fim de medir a pressão de efluente da amostra de gás. Um primeiro instrumento analítico (isto é, primeiro analisador de gás) pode ser acoplado ao primeiro extrator para medir a contribuição molar de fase de vapor de efluente de cada componente de interesse no efluente de fluido de perfuração. Ao mesmo tempo, um segundo extrator poderia ser acoplado ao tubo de fornecimento 22 para, desse modo, extrair uma amostra de gás entrante do fluido de perfuração entrante que entra no poço 17. O segundo extrator pode também compreender um detector de temperatura dedicado (isto é, segundo detector de temperatura) e um detector de pressão dedicado (isto é, segundo detector de pressão) para medir a temperatura do entrante e a pressão da amostra de gás entrante, respectivamente, além de ser acoplado a seu próprio instrumento analítico (isto é, segundo analisador de gás) para determinar as contribuições molares de fase de vapor. A CPU 56 pode, portanto, ser operavelmente conectada a ambos os extratores e seus dispositivos associados para, desse modo, determinar uma pressão de vapor parcial, uma contribuição molar de fase líquida e uma contribuição molar de fase de vapor de cada componente de interesse utilizando um modelo de equilíbrio de contribuição de grupo, como será descrito em mais detalhes abaixo.

[14] Deve também ser notado que a CPU 56 inclui pelo menos um processador e um armazenamento não transitório e legível por computador, todos interligados via um sistema de barramento. Instruções de software executáveis pelo processador para implementar os métodos ilustrativos aqui descritos podem ser armazenadas no armazenamento local ou algum outro meio legível por computador. Também será reconhecido que as mesmas instruções de software também podem ser carregadas no ar no armazenamento a partir de um CD-ROM ou outros meios de armazenamento adequados através de métodos com fios ou sem fios.

[15] Mais ainda, aqueles versados na técnica apreciarão que vários aspectos da divulgação podem ser praticados com uma variedade de configurações de sistema de computador, incluindo dispositivos portáteis, sistemas de múltiplos processadores, eletrônicos à base de microprocessador ou de consumidor programáveis, minicomputadores, computadores centrais e semelhantes. Qualquer número de sistemas de computador e redes computador é aceitável para utilização com a presente divulgação. A divulgação pode ser praticada em ambientes de computação distribuída, onde as tarefas são executadas por dispositivos de processamento remoto que estão ligados através de uma rede de comunicações. Em um ambiente de computação distribuída, os módulos do programa podem estar localizados tanto em uma mídia de armazenamento de computador local e remoto, incluindo dispositivos de armazenamento de memória. A presente divulgação pode, portanto, ser implementada em conexão com vários hardwares, softwares ou uma combinação dos mesmos em um sistema de computador ou outro sistema de processamento.

[16] Agora que várias modalidades ilustrativas da presente divulgação tenham sido descritas em geral, uma discussão mais detalhada do método pelo qual um modelo de equilíbrio de contribuição de grupo é utilizado para caracterizar componentes de fluido de perfuração de interesse será agora descrita. O estado intensivo de um sistema termodinâmico é estabelecido quando sua temperatura, pressão e a composição de todas as suas fases são fixas. Em equilíbrio, estas variáveis não são totalmente independentes e o número de variáveis independentes é dado pela regra de fase. Por exemplo, num sistema vapor-líquido geral, (com a temperatura (T) e a pressão (P) assumidas serem uniformes totalmente) tendo m componentes, as variáveis independentes são a temperatura T, pressão P, m - 1 frações molares de líquido e m - 1 frações molares de vapor. Desta duasm variáveis independentes, a regra de fase demonstra que uma vez que m variáveis são conhecidas, as restantes m variáveis podem ser determinadas pela solução simultânea de m equações de equilíbrio: f i L = f iV (i = 1 a j) (Eq. 1), onde fiL e f iV denotam a fugacidade das fases líquida e de vapor, respectivamente. Na prática, parâmetros diferentes ou em adição a fugacidade podem ser usados na equação de estado.

[17] O uso de um método de equação de estado de equilíbrio de contribuição de grupo não requer testes laboratoriais adicionais para determinar o equilíbrio vapor- líquido ("VLE"), o equilíbrio líquido-líquido ("LLE"), o equilíbrio sólido-líquido ("SLE") e o gás dissolvido no líquido a pressões entre 0 e 10 bar absolutos e temperaturas entre 200 e 500 Kelvin. Em certas modalidades ilustrativas da presente divulgação, as equações de estado empregam um modelo de contribuição de grupo, tal como, por exemplo,Universal Quasi- Chemical Activity Coefficient (“UNIQUAC”), Universal Quasi- Chemical Functional-Group Activity Coefficient (“UNIFAC”), Modified UNIFAC ou Modified UNIFAC (Dortmund). Como será entendido por aqueles versados na técnica tendo o beneficio desta divulgação, um modelo de equilíbrio de contribuição de grupo é uma técnica para estimar e predizer propriedades termodinâmicas e outras de estruturas moleculares com base em equilíbrio. O conhecimento de uma composição química aproximada da fase de fluido líquida e da fase sólida antes da contaminação com materiais da formação geológica, juntamente com a detecção da fase de gás e a descrição de fase sólida da formação geológica, permite a determinação de hidrocarbonetos de formação detectáveis totais na superfície e que sua concentração seja expressa como fração molar ou de massa para materiais provenientes de um furo de poço durante a perfuração.

[18] A FIG. 2 é um fluxograma de um método 200 para caracterizar fluido de formação de acordo com um método ilustrativo da presente divulgação. Esse método será executado pela CPU 56 após extração de uma ou mais amostras de gás. Assim, com referência às FIGS. 1 e 2, no bloco 202, o extrator 54 extrai uma amostra de gás de um volume de controle de efluente de fluido de perfuração que foi circulado através do poço 17. Note-se, no entanto, que em métodos alternativos a amostra de gás extraída pode ser entrante. Neste método, a extração ocorre a uma pressão e temperatura conhecidas que são detectadas pelos detectores de pressão/temperatura do extrator

54. Adicionalmente, o volume de fluido de perfuração é conhecido ou pode ser estimado. Mais ainda, nesta modalidade, um gás transportador pode ser utilizado para extrair a amostra de gás.

[19] No bloco 204, o instrumento analítico 60 é calibrado. Aqui, por exemplo, um cromatógrafo de gás pode ser utilizado para calibrar dados de espectrômetro de massa. Alternativamente, o espectrômetro de massa pode ser diretamente calibrado. Além disso, aqui o instrumento analítico 60 pode converter o volume da amostra de gás extraída de partes por milhão em volume (ppmv) para partes por milhão em massa (ppmm), se necessário. No bloco 206, o instrumento analítico 60 determina a fração molar/contribuição de cada um dos componentes/espécies de interesse a partir da concentração em massa ou volume, como seria compreendido pelos especialistas na arte tendo o beneficio desta divulgação. Posteriormente, com base em entrada de usuário, a CPU 56 remove a contribuição do gás transportador dos cálculos, trata o gás transportador como uma espécie inerte no sistema ou transporta o gás transportador através de cálculos subsequentes.

[20] No bloco 208, a CPU 56 determina o volume de fluido no extrator 54. Essa determinação pode ser conseguida utilizando uma variedade de métodos tais como, por exemplo, estimando um volume de cone ou um cone com o volume de um cilindro superior hemisférico removido, o que for mais preciso para um dado sistema como determinado com base na geometria e nas taxas de fluxo do sistema, como será entendido pelos especialistas na arte tendo o beneficio desta divulgação. No bloco 210, a CPU 56 determina a pressão de vapor parcial (Pvpi) para cada componente de interesse. Uma vez que todos os componentes tipicamente de interesse na indústria do petróleo e gás são relativamente leves e bem conhecidos, Pvpi pode ser determinada usando a equação de pressão de vapor de Antoine: Bi log10 Pvpi = Ai − (Eq. 2), T + Ci onde Ai, Bi e Ci são constantes predeterminadas para espécies i e T é a temperatura (°C). Alternativamente, técnicas para estimar pressão de vapor parcial Pvpi estão disponíveis, tal como será entendido pelos especialistas na arte tendo o beneficio desta divulgação.

[21] No bloco 212, a CPU 56 utiliza um modelo de equilíbrio de contribuição de grupo para determinar a contribuição molar de fase líquida efluente de cada componente de interesse na amostra de gás extraída. Para conseguir isto, em certas modalidades, a CPU 56 resolve um sistema de equações de estado para equilíbrio de contribuição de grupo para a concentração molar de fase líquida (xi) e o coeficiente de atividade (γi), simultaneamente, como descrito em mais detalhes abaixo. O coeficiente de atividade γi está idealmente baseado em UNIQUAC, UNIFAC, modified UNIFAC ou Modified UNIFAC (Dortmund). Utilizando estes dados, a CPU 56 calcula, então, a massa/os moles de fluidos e sólidos no extrator 54. Todos os dados de interesse são, então, convertidos em moles utilizando dados de densidade e volume (do gás extraído) determinados usando um medidor de massa/densidade (que em certas modalidades faz parte do extrator 54).

[22] Para resolver para as equações de estado, a CPU 56 pode aplicar o seguinte método ilustrativo. Em primeiro lugar, para a maioria dos sistemas, a Equação 1 acima pode ser expressa como:

γ i xiφis Pvpi ( PC ) i = ϕi yi P (i = 1 a m) (Eq. 3), onde xi é a concentração molar de fase de líquido, yi é a concentração molar de fase de vapor, γi é o coeficiente de atividade, φi é o coeficiente de fugacidade do componente da mistura, φ iS é o coeficiente de fugacidade do componente puro na saturação do componente, Pvpi é a pressão de vapor parcial e (PC)i é o fator de correção de pressão para o iº componente.

[23] Quando a pressão é igual ou abaixo da pressão atmosférica, o sistema pode ser considerado ser ideal e as seguintes relações se aplicam: ϕ i = φ iS = ( PC ) i = 1 (Eq. 4). Por conseguinte, a Equação 3 pode ser simplificada como a seguir: y i P = x i Pvpi γ i (Eq. 5).

A Equação 5 é rearranjada para resolver para a concentração molar de fase de líquido xi: Pyi xi = (Eq. 6). Pvpi γ i

[24] A concentração molar de fase de vapor yi é conhecida para cada componente, pois o(s) valor(es) foi(foram) medido(s) pelo instrumento analítico 60 (por exemplo, cromatógrafo de gás, espectrômetro de massa ou outro instrumento adequado). Portanto, a pressão de vapor parcial Pvpi é calculada pela CPU 56 como descrito acima.

[25] O coeficiente de atividade γi é desconhecido, mas pode ser determinado utilizando equações UNIQUAC, UNIFAC, modified UNIFAC ou Modified UNIFAC (Dortmund) ou outro modelo adequado. Nessas modalidades que aplicam o método Modified UNIFAC (Dortmund), de acordo com o modelo:

ln γ i = ln γ iC + ln γ iR (Eq. 7),

onde γi é o coeficiente de atividade do componente i, γ iC é o coeficiente de atividade do componente i combinacional e γ iR é o coeficiente de atividade do componente i residual.

Mais ainda, aplicam-se as seguintes equações:

 V V  ln γ iC = 1 − Vi′ + ln Vi′ − 5qi 1 − i + ln i  (Eq. 8),  Fi Fi  3 4 ri Vi′ = (Eq. 9), ∑x r 3 4 j j j ri Vi = (Eq. 10), ∑ x j rj j qi Fi = (Eq. 11), ∑ x jq j j onde xi é a fração molar do componente i na fase líquida, Vi′ é o volume modificado/fração molar do composto i na mistura, Vi é o volume/fração molar de composto i na mistura, qi é a área de superfície de van der Waals do composto ie ri é o volume de van der Waals relativo do composto i. ri = ∑ν k( i ) Rk (Eq. 12), k q i = ∑ν k(i ) Qk (Eq. 13), k onde Rk é o volume de van der Waals relativo do componente k, Qk é a área de superfície de van der Waals do componente e ν k(i ) é o número de grupos estruturais de tipo k na molécula i. ln γ iR = ∑ν k( i ) (ln Γk − ln Γk(i ) ) (Eq. 14), k

     Θ m Ψkm  ln Γk = Qk 1 − ln ∑ Θ m Ψmk  − ∑  (Eq. 15),   m  m ∑ Θ n Ψnm   n  onde Γk é o coeficiente de atividade de grupo do grupo k na mistura, Γk(i ) é o coeficiente de atividade de grupo do grupo k na substância pura i, Θm é a fração de superfície do grupo m na fase de líquido e Ψmn é o termo de temperatura UNIFAQ. Qm x m Θm = (Eq. 16), ∑ Qn x n n ∑ν ( j) m xj xm = j (Eq. 17), ∑∑ν j n ( j) n xj  a + bnmT + C nmT 2   a  Ψnm = exp  − nm  ≈ exp − nm  (Eq. 18),  T   T  Vwk Rk = (Eq. 19), e

15.7 Awk Qk = (Eq. 20),

2.5 × 10 9 onde xm é a fração molar do grupo m, T é a temperatura absoluta (°K), anm, bnme cnm são parâmetros de interação, Vwk é o volume de grupo van der Waals de espécies ke Awk é a área de superfície de grupo van der Waals de espécies k. Neste método ilustrativo, as Equações 6 a 20 acima são resolvidas simultaneamente pela CPU 56, desse modo proporcionando dados de concentração molar de fase de líquido em tempo quase real.

[26] No bloco 214, a CPU 56 determina, então, pelo menos uma característica do fluido de formação. Para conseguir isso em um método ilustrativo, dos moles de cada componente no efluente de perfuração, os moles do componente correspondente do fluido de perfuração são subtraídos do entrante que entra no furo de poço. A diferença são os moles de cada componente atribuíveis à formação. Em certas modalidades, a composição química do fluido de perfuração pode ser determinada a partir de dados do fabricante. Alternativamente, os valores molares dos componentes de interesse do entrante de perfuração podem ser determinados extraindo gás de um volume de controle conhecido de fluido de perfuração entrante a ser circulado através do furo de poço a uma pressão e temperatura conhecidas e repetindo os blocos 202-212 pra a amostra entrante. Analisando o fluido de perfuração entrante desta maneira, as contribuições de transporte de gás podem ser eliminadas, desse modo proporcionando dados mais precisos em análises subsequentes.

[27] Depois disso, a CPU 56 converte os dados de volta para volume ou fração de massa, ppmv ou ppmm com base nas unidades de detecção originais. Os dados são, então, corrigidos para limitações de equilíbrio. Usando taxa de penetração, tamanho de broca e alargador, e dados de taxa de fluxo, a CPU 56 calcula a concentração molar da formação perfurada e fluidos por volume unitário de fluido de perfuração. Especificamente, o volume de formação perfurada por pé perfurado a partir do tamanho de broca e alargador é o calculado e os dados resultantes representando o fluido da formação por volume de formação perfurada por pé linear são normalizados, o que fornece a característica do fluido da formação.

[28] A FIG. 3 é um fluxograma ilustrativo de outro método 300 para caracterizar fluido de formação no qual amostras de efluente e entrante são utilizadas de acordo com um método ilustrativo da presente divulgação. Como o método descrito acima, certas etapas do método 300 podem ser realizadas inteiramente ou parcialmente dentro da CPU 56. No bloco 302, uma amostra de gás efluente é extraída do tubo de saída 23 via conduto 56 via uma operação de perfuração. A temperatura e a pressão da amostra podem ser medidas simultaneamente utilizando os sensores de temperatura e de pressão descritos acima. No bloco 304, a contribuição molar da fase de vapor efluente de cada componente de interesse no fluido de perfuração é determinada. Por exemplo, a contribuição molar da fase de vapor de cada componente de interesse na amostra de gás efluente pode ser medida pelo instrumento analítico 60 (por exemplo, cromatógrafo de gás, espectrômetro de massa ou outro instrumento adequado).

[29] No bloco 306, a CPU 56 determina a pressão de vapor parcial do efluente utilizando a medição de temperatura de efluente recebida dos detectores de temperatura do extrator 54 e uma ou mais das equações descritas acima com referência à Fig.

2. No bloco 308, a CPU 56 calcula, então, a contribuição molar da fase de líquido do efluente de cada componente usando a pressão de vapor parcial determinada e a contribuição molar de fase de vapor de efluente determinada de acordo com uma equação de estado de equilíbrio de contribuição de vapor-líquido, como descrito anteriormente. Aqui, uma primeira e uma segunda equação de estado de equilíbrio de contribuição de grupo seria utilizada para os fluidos efluentes e entrantes, respectivamente. No bloco 310, a CPU 56 determina, então, pelo menos uma característica do fluido da formação subtraindo a composição conhecida do fluido de perfuração entrante da soma das contribuições molares de fase de vapor e de fase de líquido do efluente de todos os componentes. Como descrito anteriormente em um método ilustrativo, a composição química do fluido de perfuração pode ser determinada a partir de dados do fabricante.

[30] No bloco 312, uma amostra de gás entrante é, então, extraída do tubo de fornecimento 22 via conduto 52. No bloco 314, os blocos 304-308 acima são, então, repetidos para a amostra entrante. Como tal, a amostra de gás entrante é medida para determinar uma contribuição molar de fase de vapor entrante de cada componente no entrante de fluido de perfuração. A pressão de vapor parcial entrante para cada componente é, então, determinada usando a temperatura do entrante. A contribuição molar da fase de líquido entrante de cada componente é determinada utilizando a pressão de vapor parcial entrante e as contribuições molares de fase de vapor entrantes utilizando as equações de estado de equilíbrio de contribuição de vapor- líquido, como descrito anteriormente. Depois disso, no bloco 316, pelo uso das contribuições molares de fase de vapor e fase de líquido entrantes e de uma composição conhecida de fluido de perfuração virgem, a CPU 56 pode, então, compensar qualquer gás de formação reciclado no entrante de fluido de perfuração. Por conseguinte, a integridade de caracterizações de fluido subsequentes será mantida.

[31] Por conseguinte, os métodos e as modalidades ilustrativas aqui descritas proporcionam caracterização em tempo real do fluido de perfuração. O sistema aqui descrito pode ser instalado num local de perfuração e praticado em tempo real durante operações de perfuração sem a necessidade de obter fatores de correção experimentais. Assim, uma operação de perfuração pode ser iniciada e os fluidos da formação caracterizados com precisão em tempo real no local de perfuração, permitindo assim que as operações de perfuração sejam alteradas em tempo real com base nos dados de fluido da formação caracterizados.

[32] As modalidades aqui descritas se referem ainda a qualquer um ou mais dos seguintes parágrafos:

1. Um método para caracterizar fluido de formação compreendendo extrair uma amostra de gás de um fluido exposto a uma formação durante operações de fundo de poço; medir uma temperatura da amostra de gás; determinar da amostra de gás uma contribuição molar de fase de vapor de cada um dos um ou mais componentes de interesse no fluido; determinar uma pressão de vapor parcial para cada componente de interesse utilizando a temperatura; determinar uma contribuição molar de fase de líquido de cada componente de interesse utilizando a pressão de vapor parcial determinada e a contribuição molar de fase de vapor determinada e uma equação de estado de equilíbrio de contribuição de vapor-líquido; e subtraindo uma composição química conhecida do fluido de perfuração de uma soma das contribuições de fase de vapor e fase de líquido de todos os componentes para caracterizar o fluido da formação.

2. O método do parágrafo 1, em que a extração da amostra de gás compreende extrair uma amostra de gás efluente ou entrante.

3. O método dos parágrafos 1 ou 2, em que o cálculo da contribuição molar de fase de líquido de cada componente compreende ainda, para cada um dos um ou mais componentes, igualar uma fugacidade de fase de líquido com uma fugacidade de fase de vapor, em que a fugacidade de fase de vapor é um produto matemático da contribuição molar de fase de vapor, de um coeficiente de fugacidade de fase de vapor do componente no fluido e da pressão; e em que a fugacidade da fase de líquido é um produto matemático pelo menos da contribuição molar de fase de líquido, um coeficiente de fugacidade de fase de líquido do componente como uma substância pura na saturação, e um coeficiente de atividade do componente; e para todos os um ou mais componentes coletivamente, resolver simultaneamente um sistema de equações de estado de contribuição de grupo para a(s) contribuição(ões) molar(es) de fase de líquido e o(s) coeficiente(s) de atividade.

4. O método de qualquer um dos parágrafos 1-3, em que o(s) coeficiente(s) de atividade é/são baseado(s) em equações de um grupo que compreende um Modelo de Coeficiente de Atividade Quase Química Universal, um Modelo de Coeficiente de Atividade de Grupo Funcional Quase Químico Universal, um Modelo de Coeficiente de Atividade de Grupo Funcional Quase Químico Universal modificado e um Modelo de Coeficiente de Atividade de Grupo Funcional Quase Químico Universal modificado Dortmund.

5. O método de qualquer um dos parágrafos 1-4, em que a determinação da pressão de vapor parcial para cada um dos componentes compreende ainda calcular a pressão de vapor parcial para cada componente usando uma equação de pressão de vapor Antoine.

6. O método de qualquer um dos parágrafos 1-5, compreendendo ainda extrair uma amostra de gás entrante a uma temperatura entrante e a uma pressão entrante de um entrante de fluido entrando num poço na formação durante operações de fundo de poço; medir a amostra de gás entrante para determinar uma contribuição molar de fase de vapor entrante de cada um dos componentes no fluido entrante; determinar uma pressão de vapor parcial entrante para cada um dos componentes usando a temperatura do entrante; e determinar uma contribuição molar de fase de líquido entrante de cada componente usando a pressão de vapor parcial do entrante e a contribuição molar de fase de vapor do entrante e a equação de estado de equilíbrio de contribuição de grupo vapor-líquido, pelo que as contribuições molares de fase de vapor entrante e fase de líquido entrante de todos os componentes e uma composição química conhecida de fluido virgem definem coletivamente uma composição de fluido entrante, desse modo compensando gás de formação reciclado no entrante de fluido.

7. O método de qualquer um dos parágrafos 1-6, compreendendo ainda extrair um volume da amostra de gás utilizando um gás transportador; utilizar pelo menos um do grupo compreendendo um cromatógrafo de gás ou um espectrômetro de massa para medir a contribuição molar de fase de vapor de cada componente; remover a contribuição de um gás transportador da(s) concentração(ões) molar(es) de fase de vapor; e normalizar o fluido de formação por um volume de formação perfurado por profundidade linear.

8. Um sistema para caracterizar fluido de formação, compreendendo um extrator de gás acoplado fluidamente a um fluxo de fluido dentro de um sistema de circulação de fluido de fundo de poço; um detector de temperatura acoplado ao extrator; um detector de pressão acoplado ao extrator; analisador de gás que seletivamente gera uma saída correspondente a uma contribuição molar de fase de vapor de cada um dos um ou mais componentes de interesse no fluido quando expostos a uma amostra de gás do fluido obtido pelo extrator de gás; e um sistema de manipulação de informação acoplado ao detector de temperatura, ao detector de pressão e ao analisador de gás, o sistema de manipulação de informação compreendendo um processador e dispositivo de memória contendo um conjunto de instruções que, quando executadas pelo processador, faz o processador: determinar uma pressão de vapor parcial para cada componente usando a temperatura da amostra de gás; calcular uma contribuição molar de fase de líquido de cada componente de interesse usando a pressão de vapor parcial e a contribuição molar de fase de vapor de acordo com uma equação de estado de contribuição de grupo de equilíbrio vapor-líquido; e subtrair uma composição química conhecida do fluido de uma soma das contribuições molares de fase de vapor e de fase de líquido determinadas de todos os componentes para caracterizar o fluido da formação.

9. O sistema do parágrafo 8, em que a amostra de gás é uma amostra de gás efluente ou entrante.

10. O sistema dos parágrafos 8 ou 9, em que o conjunto de instruções ainda faz o processador: para cada um dos um ou mais componentes, igualar uma fugacidade de fase de líquido com uma fugacidade de fase de vapor, em que a fugacidade de fase de vapor é um produto matemático da contribuição molar de fase de vapor, de um coeficiente de fugacidade de fase de vapor do componente no fluido e da pressão; e em que a fugacidade da fase de líquido é um produto matemático pelo menos da contribuição molar de fase de líquido efluente, um coeficiente de fugacidade de fase de líquido do componente como uma substância pura na saturação e um coeficiente de atividade do componente; e para todos os um ou mais componentes coletivamente, resolver simultaneamente um sistema de equações de estado para a(s) contribuição(ões) molar(es) de fase de líquido e o(s) coeficiente(s) de atividade.

11. O sistema de qualquer um dos parágrafos 8-10, em que o(s) coeficiente(s) de atividade é/são baseado(s) em equações de um grupo que compreende um Modelo de Coeficiente de Atividade Quase Química Universal, um Modelo de Coeficiente de Atividade de Grupo Funcional Quase Químico Universal, um Modelo de Coeficiente de Atividade de Grupo Funcional Quase Químico Universal modificado e um Modelo de Coeficiente de Atividade de Grupo Funcional Quase Químico Universal modificado Dortmund.

12. O sistema de qualquer dos parágrafos 8-11, em que o conjunto de instruções ainda faz o processador calcular a pressão de vapor parcial para cada componente usando uma equação de pressão de vapor Antoine.

13. O sistema de qualquer dos parágrafos 8-12, em que o analisador de gás inclui pelo menos um do grupo compreendendo um cromatógrafo de gás e um espectrômetro de massa.

14. Um sistema para caracterizar fluido de formação compreendendo um primeiro extrator fluidamente acoplado a um sistema de circulação de fluido de um poço na terra, o primeiro extrator arranjado para extrair uma amostra de gás efluente de um efluente de fluido saindo do poço; um primeiro detector de temperatura acoplado ao primeiro extrator para medir uma temperatura de efluente da amostra de gás efluente; um primeiro detector de pressão acoplado ao primeiro extrator para medir uma pressão de efluente da amostra gás efluente; um primeiro analisador de gás acoplado ao primeiro extrator e arranjado para seletivamente gerar uma saída correspondente a uma contribuição molar de fase de vapor de efluente de cada um dos um ou mais componentes de interesse no efluente de fluido quando expostos a uma amostra de gás do efluente de fluido obtida pelo extrator de gás; um segundo extrator fluidamente acoplado ao sistema de circulação de fluido arranjado para extrair uma amostra de gás entrante de um entrante de fluido entrando no poço; um segundo detector de temperatura acoplado ao segundo extrator para medir uma temperatura entrante da amostra de gás entrante; um segundo detector de pressão acoplado ao segundo extrator para medir uma pressão de entrante da amostra gás entrante; um segundo analisador de gás acoplado ao segundo extractor e arranjado para seletivamente gerar uma saída correspondente a uma contribuição molar de fase de vapor entrante de cada um dos um ou mais componentes de interesse no entrante de fluido quando expostos a uma amostra de gás do fluido de perfuração entrante obtido pelo extrator de gás; e um sistema de manipulação de informação acoplado ao primeiro e segundo detectores de temperatura, ao primeiro e segundo detectores de pressão e ao primeiro e segundo analisadores de gás, o sistema de manipulação de informação compreendendo um processador e dispositivo de memória contendo um conjunto de instruções que, quando executadas pelo processador, faz o processador: determinar uma pressão de vapor parcial entrante para cada componente usando a temperatura entrante da amostra de gás entrante; determinar uma contribuição molar de fase de líquido entrante de cada componente usando a pressão de vapor parcial entrante e a contribuição molar de fase de vapor entrante de acordo com uma equação de estado de contribuição de grupo de equilíbrio vapor-líquido; determinar uma pressão de vapor parcial de efluente para cada componente usando a pressão de vapor parcial de efluente e a contribuição molar de fase de vapor de efluente de acordo com uma equação de estado de contribuição de grupo de equilíbrio vapor-líquido; e subtrair as contribuições molares de fase de vapor e de fase de líquido determinadas de todos os componentes e uma composição química conhecida de fluido de uma soma das contribuições molares de fase de vapor e de fase de líquido de efluente determinadas de todos os componentes para caracterizar o fluido da formação.

15. O sistema do parágrafo 14, em que o conjunto de instruções ainda faz o processador: para cada um dos um ou mais componentes, igualar uma fugacidade de fase de líquido de efluente com uma fugacidade de fase de vapor de vapor de efluente, em que a fugacidade de fase de vapor efluente é um produto matemático da contribuição molar de fase de vapor de efluente, de um coeficiente de fugacidade de fase de vapor do componente no efluente de fluido e da pressão; e em que a fugacidade da fase de líquido de efluente é um produto matemático pelo menos da contribuição molar de fase de líquido efluente, um coeficiente de fugacidade de fase de líquido do componente como uma substância pura na saturação e um coeficiente de atividade do componente; e para todos os um ou mais componentes coletivamente, resolver simultaneamente um primeiro sistema de equações de estado de contribuição de grupo para a(s) contribuição(ões) molar(es) de fase de líquido de efluente e o(s) coeficiente(s) de atividade.

16. O sistema dos parágrafos 14 ou 15, em que o conjunto de instruções ainda faz o processador: para cada um dos um ou mais componentes, igualar uma fugacidade de fase de líquido entrante com uma fugacidade de fase de vapor entrante, em que a fugacidade de fase de vapor entrante é um produto matemático da contribuição molar de fase de vapor entrante, de um coeficiente de fugacidade de fase de vapor do componente no fluido entrante e da pressão; e em que a fugacidade da fase de líquido entrante é um produto matemático da contribuição molar de fase de líquido entrante, do coeficiente de fugacidade de fase de líquido do componente como uma substância pura na saturação e do coeficiente de atividade do componente; e para todos os um ou mais componentes coletivamente, resolver simultaneamente um segundo sistema de equações de estado para a(s) contribuição(ões) molar(es) de fase de líquido entrantes e o(s) coeficiente(s) de atividade.

17. O sistema de qualquer um dos parágrafos 14-16, em que o(s) coeficiente(s) de atividade é/são baseado(s) em equações de um grupo consistindo em um Modelo de Coeficiente de Atividade Quase Química Universal, um Modelo de Coeficiente de Atividade de Grupo Funcional Quase Químico Universal, um Modelo de Coeficiente de Atividade de Grupo Funcional Quase Químico Universal modificado e um Modelo de Coeficiente de Atividade de Grupo Funcional Quase Químico Universal modificado Dortmund.

18. O sistema de qualquer um dos parágrafos 14-17, em que o conjunto de instruções ainda faz o processador calcular a pressão de vapor parcial de efluente para cada componente usando uma equação de pressão de vapor Antoine; e calcular a pressão de vapor parcial entrante para cada componente usando a equação de pressão de vapor Antoine.

19. Um método para caracterizar fluido de formação compreendendo extrair uma amostra de gás efluente do fluido de um poço; determinar uma contribuição molar da fase de líquido efluente de cada componente da amostra de gás efluente usando uma equação de estado de equilíbrio de contribuição de grupo vapor-líquido; e caracterizar o fluido da formação com base na contribuição molar da fase de líquido efluente de cada componente da amostra de gás efluente.

20. O método do parágrafo 19, compreendendo ainda extrair uma amostra de gás entrante do fluido do poço; determinar uma contribuição molar de fase de líquido entrante de cada componente da amostra de gás entrante utilizando uma segunda equação de estado de equilíbrio de contribuição de grupo vapor- líquido; e compensar gás de formação reciclado no fluido por análise das contribuições molares de fase de líquido entrante de todos os componentes e uma composição química conhecida de fluido virgem.

[33] Mais ainda, qualquer um dos métodos aqui descritos pode ser concretizados dentro de um sistema que compreende circuitos de processamento para implementar qualquer um dos métodos, ou um em um produto de programa de computador compreendendo instruções que, quando executadas por pelo menos um processador, fazem o processador executar qualquer um dos métodos aqui descritos.

[34] Embora várias modalidades e métodos tenham sido mostrados e descritos, a divulgação não está limitada a tais modalidades e métodos e será entendido como incluindo todas as modificações e variações como seriam aparentes para um perito na arte. Portanto, deve ser entendido que a divulgação não se destina a ser limitada às formas particulares divulgadas. Pelo contrário, a intenção é cobrir todas as modificações, equivalentes e alternativas caindo dentro do espírito e escopo da divulgação como definidos pelas reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para caracterizar fluido de formação, caracterizado pelo fato de que compreende: extrair uma amostra de gás de um fluido exposto a uma formação durante operações de fundo de poço; medir uma temperatura da amostra de gás; determinar da amostra de gás uma contribuição molar de fase de vapor de cada um dos um ou mais componentes de interesse no fluido; determinar uma pressão de vapor parcial para cada componente de interesse utilizando a temperatura; determinar uma contribuição molar de fase de líquido de cada componente de interesse utilizando a pressão de vapor parcial determinada e a contribuição molar de fase de vapor determinada e uma equação de estado de equilíbrio de contribuição de grupo vapor-líquido; e subtrair uma composição química conhecida do fluido de perfuração de uma soma das contribuições molares de fase de vapor e de fase de líquido determinadas de todos os componentes para caracterizar o fluido de formação.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a extração da amostra de gás compreende extrair uma amostra de gás efluente ou entrante.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o cálculo da contribuição molar de fase de líquido de cada componente compreende ainda: para cada um dos um ou mais componentes, igualar uma fugacidade de fase de líquido com uma fugacidade de fase de vapor, em que a fugacidade de fase de vapor é um produto matemático da contribuição molar de fase de vapor, de um coeficiente de fugacidade de fase de vapor do componente no fluido e da pressão; e em que a fugacidade da fase de líquido é um produto matemático pelo menos da contribuição molar de fase de líquido, um coeficiente de fugacidade de fase de líquido do componente como uma substância pura na saturação, e um coeficiente de atividade do componente; e para todos os um ou mais componentes coletivamente, resolver simultaneamente um sistema de equações de estado de contribuição de grupo para a(s) contribuição(ões) molar(es) de fase de líquido e o(s) coeficiente(s) de atividade.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o(s) coeficiente(s) de atividade é/são baseado(s) em equações de um grupo que compreende um Modelo de Coeficiente de Atividade Quase Química Universal, um Modelo de Coeficiente de Atividade de Grupo Funcional Quase Químico Universal, um Modelo de Coeficiente de Atividade de Grupo Funcional Quase Químico Universal modificado e um Modelo de Coeficiente de Atividade de Grupo Funcional Quase Químico Universal modificado Dortmund.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a determinação da pressão de vapor parcial para cada um dos componentes compreende ainda calcular a pressão de vapor parcial para cada componente usando uma equação de pressão de vapor Antoine.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: extrair uma amostra de gás entrante a uma temperatura entrante e a uma pressão entrante de um entrante de fluido entrando num poço na formação durante operações de fundo de poço;

medir a amostra de gás entrante para determinar uma contribuição molar de fase de vapor entrante de cada um dos componentes no fluido entrante; determinar uma pressão de vapor parcial entrante para cada um dos componentes usando a temperatura do entrante; e determinar uma contribuição molar de fase de líquido entrante de cada componente usando a pressão de vapor parcial do entrante e a contribuição molar de fase de vapor do entrante e a equação de estado de equilíbrio de contribuição de grupo vapor- líquido, pelo que as contribuições molares de fase de vapor entrante e fase de líquido entrante de todos os componentes e uma composição química conhecida de fluido virgem definem coletivamente uma composição de fluido entrante, desse modo compensando gás de formação reciclado no entrante de fluido.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: extrair um volume da amostra de gás utilizando um gás transportador; utilizar pelo menos um do grupo compreendendo um cromatógrafo de gás ou um espectrômetro de massa para medir a contribuição molar de fase de vapor de cada componente; remover a contribuição de um gás transportador da(s) concentração(ões) molar(es) de fase de vapor; e normalizar o fluido de formação por um volume de formação perfurado por profundidade linear.

8. Sistema para caracterizar fluido de formação, caracterizado pelo fato de que compreende: um extrator de gás fluidamente acoplado a um fluxo de fluido dentro de um sistema de circulação de fluido de fundo de poço;

um detector de temperatura acoplado ao extrator; um detector de pressão acoplado ao extrator; analisador de gás que gera seletivamente uma saída que corresponde a uma contribuição molar de fase de vapor de cada um dos um ou mais componentes de interesse no fluido quando expostos a uma amostra de gás do fluido obtida pelo extrator de gás; e um sistema de manipulação de informação acoplado ao detector de temperatura, ao detector de pressão e ao analisador de gás, o sistema de manipulação de informação compreendendo um processador e dispositivo de memória contendo um conjunto de instruções que, quando executadas pelo processador, faz o processador: determinar uma pressão de vapor parcial para cada componente usando a temperatura da amostra de gás; calcular uma contribuição molar de fase de líquido de cada componente de interesse utilizando a pressão de vapor parcial e a contribuição molar de fase de vapor de acordo com uma equação de estado de contribuição de grupo de equilíbrio vapor-líquido; e subtrair um composição química conhecida do fluido de uma soma das contribuições molares de fase de vapor e de fase de líquido de todos os componentes para caracterizar o fluido de formação.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a amostra de gás é uma amostra de gás efluente ou entrante.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o conjunto de instruções ainda faz o processador:

para cada um dos um ou mais componentes, igualar uma fugacidade de fase de líquido com uma fugacidade de fase de vapor, em que a fugacidade de fase de vapor é um produto matemático da contribuição molar de fase de vapor, de um coeficiente de fugacidade de fase de vapor do componente no fluido e da pressão; e em que a fugacidade da fase de líquido é um produto matemático pelo menos da contribuição molar de fase de líquido efluente, um coeficiente de fugacidade de fase de líquido do componente como uma substância pura na saturação, e um coeficiente de atividade do componente; e para todos os um ou mais componentes coletivamente, resolver simultaneamente um sistema de equações de estado para a(s) contribuição(ões) molar(es) de fase de líquido e o(s) coeficiente(s) de atividade.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o(s) coeficiente(s) de atividade é/são baseado(s) em equações de um grupo que compreende um Modelo de Coeficiente de Atividade Quase Química Universal, um Modelo de Coeficiente de Atividade de Grupo Funcional Quase Químico Universal, um Modelo de Coeficiente de Atividade de Grupo Funcional Quase Químico Universal modificado e um Modelo de Coeficiente de Atividade de Grupo Funcional Quase Químico Universal modificado Dortmund.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o conjunto de instruções ainda faz o processador calcular a pressão de vapor parcial para cada componente usando uma equação de pressão de vapor Antoine.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o analisador de gás inclui pelo menos um do grupo compreendendo um cromatógrafo de gás e um espectrômetro de massa.

14. Sistema para caracterizar fluido de formação, caracterizado pelo fato de que compreende: um primeiro extrator fluidamente acoplado a um sistema de circulação de fluido de um poço na terra, o primeiro extrator arranjado para extrair uma amostra de gás efluente de um efluente de fluido saindo do poço; um primeiro detector de temperatura acoplado ao primeiro extrator para medir uma temperatura de efluente da amostra gás efluente; um primeiro detector de pressão acoplado ao primeiro extrator para medir uma pressão de efluente da amostra de gás efluente; um primeiro analisador de gás acoplado ao primeiro extrator e arranjado para seletivamente gerar uma saída correspondente a uma contribuição molar de fase de vapor de efluente de cada um dos um ou mais componentes de interesse no efluente de fluido quando expostos a uma amostra de gás do efluente de fluido obtida pelo extrator de gás; um segundo extrator acoplado fluidamente ao sistema de circulação de fluido arranjado para extrair uma amostra de gás entrante de um entrante de fluido entrando no poço; um segundo detector de temperatura acoplado ao segundo extrator para medir uma temperatura de entrante da amostra de gás entrante; um segundo detector de pressão acoplado ao segundo extrator para medir uma pressão entrante da amostra de gás entrante; um segundo analisador de gás acoplado ao segundo extrator e arranjado para seletivamente gerar uma saída correspondente a uma contribuição molar de fase de vapor entrante de cada um dos um ou mais componentes de interesse no entrante de fluido quando expostos a uma amostra de gás do fluido de perfuração entrante obtida pelo extrator de gás; e um sistema de manipulação de informação acoplado ao primeiro e ao segundo detectores de temperatura, ao primeiro e ao segundo detectores de pressão e ao primeiro e ao segundo analisadores de gás, o sistema de manipulação de informação compreendendo um processador e dispositivo de memória contendo um conjunto de instruções que, quando executadas pelo processador, faz o processador: determinar uma pressão de vapor parcial entrante para cada componente usando a temperatura entrante da amostra de gás entrante; determinar uma contribuição molar de fase de líquido entrante de cada componente usando a pressão de vapor parcial entrante e a contribuição molar de fase de vapor entrante de acordo com uma equação de estado de contribuição de grupo de equilíbrio vapor-líquido; determinar uma pressão de vapor parcial efluente para cada componente usando a temperatura de efluente da amostra gás efluente; determinar uma contribuição molar de fase de líquido efluente de cada componente usando a pressão de vapor parcial de efluente e a contribuição molar de fase de vapor de acordo com uma equação de estado de contribuição de grupo de equilíbrio vapor-líquido; e subtrair as contribuições molares de fase de vapor e fase de líquido entrantes de todos os componentes e uma composição química conhecida de fluido de uma soma das contribuições molares de fase de vapor e fase de líquido efluentes de todos os componentes para caracterizar o fluido da formação.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o conjunto de instruções ainda faz o processador: para cada um dos um ou mais componentes, igualar uma fugacidade de fase de líquido efluente com uma fugacidade de fase de vapor efluente, em que a fugacidade de fase de vapor efluente é um produto matemático da contribuição molar de fase de vapor efluente, de um coeficiente de fugacidade de fase de vapor do componente no efluente de fluido e da pressão; e em que a fugacidade da fase de líquido efluente é um produto matemático pelo menos da contribuição molar de fase de líquido efluente, um coeficiente de fugacidade de fase de líquido do componente como uma substância pura na saturação, e um coeficiente de atividade do componente; e para todos os um ou mais componentes coletivamente, resolver simultaneamente um primeiro sistema de equações de estado de contribuição de grupo para a(s) contribuição(ões) molar(es) de fase de líquido e o(s) coeficiente(s) de atividade.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o conjunto de instruções ainda faz o processador: para cada um dos um ou mais componentes, igualar uma fugacidade de fase de líquido entrante com uma fugacidade de fase de vapor entrante, em que a fugacidade de fase de vapor entrante é um produto matemático da contribuição molar de fase de vapor entrante, de um coeficiente de fugacidade de fase de vapor do componente no fluido entrante e da pressão; e em que a fugacidade da fase de líquido entrante é um produto matemático da contribuição molar de fase de líquido entrante, do coeficiente de fugacidade de fase de líquido do componente como uma substância pura na saturação e do coeficiente de atividade do componente; e para todos os um ou mais componentes coletivamente, resolver simultaneamente um segundo sistema de equações de estado para a(s) contribuição(ões) molar(es) de fase de líquido entrantes e o(s) coeficiente(s) de atividade.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o(s) coeficiente(s) de atividade é/são baseado(s) em equações de um grupo consistindo em um Modelo de Coeficiente de Atividade Quase Química Universal, um Modelo de Coeficiente de Atividade de Grupo Funcional Quase Químico Universal, um Modelo de Coeficiente de Atividade de Grupo Funcional Quase Químico Universal modificado e um Modelo de Coeficiente de Atividade de Grupo Funcional Quase Químico Universal modificado Dortmund.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o conjunto de instruções ainda faz o processador: calcular a pressão de vapor parcial de efluente para cada componente usando uma equação de pressão de vapor Antoine; e calcular a pressão de vapor parcial entrante para cada componente usando a equação de pressão de vapor Antoine.

19. Método para caracterizar fluido de formação, caracterizado pelo fato de que compreende: extrair uma amostra de gás efluente do fluido de um poço; determinar uma contribuição molar da fase de líquido efluente de cada componente da amostra de gás efluente usando uma equação de estado de equilíbrio de contribuição de grupo vapor-líquido; e caracterizar o fluido da formação com base na contribuição molar da fase de líquido efluente de cada componente da amostra de gás efluente.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: extrair uma amostra de gás entrante do fluido do poço; determinar uma contribuição molar de fase de líquido entrante de cada componente da amostra de gás entrante utilizando uma segunda equação de estado de equilíbrio de contribuição de grupo vapor-líquido; e compensar gás de formação reciclado no fluido por análise das contribuições molares de fase de líquido entrante de todos os componentes e uma composição química conhecida de fluido virgem.