Performance Analysis of Compositional and Modified Black-Oil Models For a Gas Lift Process

Analyse des performances de modèles black-oil pour le procédé d’extraction par injection de gaz

Process Simulation and Control Research Lab., Department of Chemical Engineering, Iran University of Science and Technology, Narmak 16844, Tehran - Iran
e-mail: mahmudi@iust.ac.ir - sadeghi@iust.ac.ir

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Abstract

Artificial gas lift is frequently used to boost production rate of mature oil fields. An integrated mathematical model was developed in order to track the spatial and temporal changes in various components of the continuous gas lift process. The computational demand for solving the comprehensive gas lift model highly depends on the thermodynamic treatment of the hydrocarbon fluids involved. A full compositional treatment using an equation of state provides the most accurate results but at a high computational cost. The results of this article showed that the computational cost can be halved without sacrificing accuracy by using reduced parameter stability and flash calculation procedures. It was also demonstrated that a Modified Black-Oil treatment of the fluids can provide reasonable accuracy at a much-reduced computational cost. The Modified Black-Oil treatment provides a valuable tool when the model has to be solved many hundreds of times to find the optimal combination of the gas lift parameters.

Résumé

Les procédés artificiels d’extraction par injection de gaz sont utilisés pour améliorer le taux de récupération des champs pétroliers matures. Un modèle mathématique intégré a été développé pour détecter de faibles changements temporels et spatiaux dans plusieurs composants des procédés continus d’extraction par injection de gaz. La solution numérique utilisée pour résoudre le modèle du procédé d’extraction dépend fortement du comportement thermodynamique des hydrocarbures impliqués. Un traitement complet de la composition utilisant une équation d’état offre les résultats les plus précis, mais à un coût de calcul très élevé. Les résultats de nos travaux de recherche montrent que l’implication des paramètres de stabilité et des procédures de calcul flash, peut diviser par deux le coût du calcul tout en gardant la précision attendue. Ces travaux montrent que la précision admissible peut être également atteinte, avec un coût minimum du calcul, par l’utilisation de modèles modifiés de type black- oil des fluides. Le modèle modifié de black-oil est un outil performant dans le cas où un nombre élevé d’itérations du modèle est nécessaire pour trouver les combinaisons optimales des paramètres du procédé d’extraction par injection de gaz.