Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 [ 44 ] 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

X, =

3,82-10-

93456

924,4-

6,4-10 1000-9,81

-5,68

= 884562 м.

Так как х, > 1, то второй этап вытеснения отсутствует. 14. Принимая X, = 1, находим продолжительность вытеснения высоковязкой нефти

= -Q .[(5,68 + 3,82-10- -100000) -5,68] =

6-3,82-10

= 99917 с = 27,8 ч.

ГЛАВА

ТРУБОПРОВОДНЫЙ ТРАНСПОРТ НЕСТАБИЛЬНЫХ ЖИДКОСТЕЙ И ЭМУЛЬСИЙ

При освоении нефтяных и газоконденсатных месторождений, удаленных от газоперерабатывающих заводов, возникает проблема утилизации тяжелых углеводородных газов, выделяющихся на последних ступенях сепарации продукции скважин. В этом случае становится целесообразным трубопроводный транспорт нефти в газонасыщенном состоянии или нестабильного газового конденсата, т.е. углеводородных жидкостей совместно с растворенным в них газом.

Первоочередными задачами в данном случае являются: расчет составов смесей, определение количества вьщеляющегося газа при сепарации, расчет сепараторов, прогнозирование основных параметров нестабильных жидкостей, методика технологического расчета трубопроводов для их перекачки.

В условиях промыслов по трубопроводам транспортируются во-донефтяные эмульсии, а также трехфазные смеси (нефть-газ-вода). Ниже изложена методика гидравлического расчета промысловых трубопроводов.

§ 8.1. Расчет составов многокомпонентных смесей

Нефть и газовый конденсат являются многокомпонентными смесями. Их состав выражается в массовых, молярных и объемных долях.

Массовая доля i-ro компонента в смеси равна

(8.1)

где Ш; - масса 1-го компонента в смеси; г - число компонентов смеси.

Молярная доля i-ro компонента в смеси находится аналогично

(8.2)

где Nj - число молей i-ro компонента в смеси;

М,

М - молярная масса i-ro компонента.

Объемная доля i-ro компонента в смеси

(8.3)

(8.4)

где у - объем i-ro компонента при заданном давлении Р и температуре Т смеси.

Массовое, молярное и объемное содержание компонентов в смеси связано между собой. Выражая из (8.3) и подставляя в (8.1), с учетом, что MjNj =М„ - молярной массе смеси, получим

7 М,

(8.5)

или обратную ей

(8.6)

Учитывая, что массу i-ro компонента смеси можно выразить, с одной стороны, как т-, = pfVi, а с другой, как т;=М-К , получаем

(8.7)

где Pi - плотность i-ro компонента смеси при рассматриваемых условиях.

Следовательно, объемная доля i-ro компонента в смеси

Mj-Nj/p, iM.-N./p,

(8.8)

Поделив числитель и знаменатель (8.8) на , получаем

v: =

M.-Z,/p,

lM,.Z,/p.

(8.9)

Для газовых смесей при давлении Р< 0,6 МПа

М, RT Р, Р

где R - универсальная газовая постоянная.

После сокраидения для газовых смесей, как частный случай, получаем v.Z-.

Зависимость от v j получим, выразив из (8.7) N; и подставив полученное выражение в (8.2) , что дает

у,-р./Ч

(8.10)

Zv,-PiM

Связь между объемной и массовой долей i-ro компонента в смеси получим, подставив в (8.4) V, = m.jр и поделив числитель и знаменатель на , что дает

Еч./р

(8.11)

Обратная зависимость имеет вид

(8.12)

Сведения о величинах параметров индивидуальных компонентов газонефтяных и газоконденсатных смесей приведены в таблице 8.1.

Некоторые параметры компонентов нефтегазовых и газоконденсатных смесей

При смешении G, (кг) нефти состава {q,,} с молярной массой Мс„1 и G2 нефти состава {qj,} с молярной массой М„2 массовая доля i-ro компонента в образующейся смеси находится по формуле

Чем!

G, -д..+G,-q2

G,+G,

(8.13)

Если состав смепшвасмых нефтей задан в молярных долях, то молярная доля i-ro компонента в образующейся смеси

z,.-g,/m;,,+z„-g,/m,„,

G,/M,„,+GJM

CM 2

а ее молярная масса.

(8.14)

(8.15)

§ 8.2. Фазовые переходы в многокомпонентных углеводородных смесях

Фазовые переходы (вьщеление из нефти растворенного газа, конденсация части газа при компримировании и т.п.) описывается уравнениями фазовых концентраций

tri-e-(l-K,)

[tri-e-(l-K,)

= 1, = 1,

(8.16)

где z, - молярная доля i-ro компонента в исходной смеси; е - мольная доля газовой фазы; Kj - константа фазового равновесия i-ro компонента при заданных давлении Р и температуре Т.

Для нахождения мольной доли газовой фазы е удобнее решать объединенное уравнение

у z.-(l-K,) tri-e-(l-K,)

= 0.

(8.17)

Из него, как частные случаи, вытекают условие начала выделения растворенного газа (е=0)

Xz,-K,=l (8.18)

и условие начала конденсации многокомпонентного газа (е=1)

ш=1 J>i

(8.19)

Прежде чем решать уравнение (8.17) необходимо убедиться, что многокомпонентная смесь находится в двухфазном состоянии. В этом случае должны выполняться неравенства

1=1 i=l

(8.20)

Уравнение (8.17) решается относительно е методом последовательных приближений.