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

Кроме зшомянутых характеристик, исследуются также фазовые превращения и свойства газоконденсатных смесей в условиях скважин, газосепараторов и газопроводов.

Изучение газоконденсатных характеристик углеводородов начинается непосредственно у скважин и проводится оно с помощью специальной аппаратуры . Значительная часть упомянутых параметров газоконденсатной характеристики определяется в лабораторных условиях. Для этой цели используются установки УГК-3, бомбы РТ-7, РТ-8 и др. В качестве примера на рис. IV.21 приведена схема установки УГК-3. Она состоит из термостатируемой бомбы 1 объемом 3100 см (максимальное рабочее давление 45 МПа), насоса 2, поршневой поджимки 3, термостатируемого сепаратора 4 и напорных бачков

Рис. IV.21. Схема установки УГК-3.

1 - бомба pVT; 2 - насос; 3 - поджимна; 4 - сепаратор; 5 - напорные бачки; б-ю - вентили.

5. Внутри бомбы расположен поршень, при передвижении которого изменяются объемы пробы. Передвижение поршня производится под действием давления, создаваемого гликолем, нагнетаемым насосом в верхнюю часть бомбы. В нижней части бомбы имеется смотровое окно, герметизированное стеклянными линзами, для наблюдений в процессе опыта за фазовым состоянием углеводородной смеси. Ниже окна помещен измерительный плунжер. Его сечение меньше, чем сечение верхнего поршня. При одновременном движении поршней в одну сторону объем пробы, находящейся между ними, остается постоянным. Это дает возможность совмещать раздел жидкой и газовой фаз с центром смотрового окна при сохранении постоянства

1 Об этом см. в курсе «Добыча и транспорт газа».

давления в бомбе. Внутри бомбы имеется мешалка (в виде перфорированной пластины), приводимая в движение электромагнитом.

При исследовании свойств газоконденсатных смесей пробы газа и сырого конденсата, отобранные из скважин, рекомбинируются в соответствии с реальным газоконденсатным фактором. Проба газа загружается в бомбу (поршневая поджимка служит для подачи пробы газа из баллона в бомбу под повышенным давлением).

Для лучшего уяснения принципа действия установки и назначения отдельных ее узлов рассмотрим схему построения изотермы конденсации для различных температур.

0 2 4 в 8 10 IZ Давление, МПа

Рис. IV.22. Изотермы конденсации.

Изотерма конденсации представляет собой зависимость количества конденсата, выделяющегося из 1 м* газа (при постоянной температуре) от давления в сепараторе.

Давление в бомбе после загрузки ее пробой поднимается на 1,5-2 МПа выше давления начала конденсации и устанавливается равновесие при необходимой температуре. Сепаратор 4 (рис. IV.21) также термостатируется при намеченной температуре. Газ из бомбы перемещением верхнего поршня пропускается через сепаратор. При дросселировании его вентилями 9 vi 10 устанавливается необходимое давление. Из сепаратора газ через вентиль 10 выпускают (через стеклянную ловушку, погруженную в охлаждаемую смесь с температурой -10° С, и газовый счетчик) в атмосферу (Через специальный тройник газ до счетчика отбирается на анализ.) Объем конденсата, выделившегося в сепараторе, измеряют с помощью измерительного устройства. Этот объем сырого конденсата отйосят к объему пропущенного газа, приведенного к нормальным условиям.

1 Счетчик и ловушка на рис. IV.21 не приведен л.

Далее конденсат с помощью измерительного пресса через вентиль 9 вытесняется из сепаратора в сосуд (V-образная трубка), помещенный в баню с температурой -10° С. Стабилизация конденсата осуществляется выдержкой его в бане, температуру в которой постепенно доводят до +20° С.

Аналогично проводится опыт при другом давлении в сепараторе. Для одной и той же температуры измерения проводят при шести-семи значениях давления и по полученным данным строится изотерма конденсации в координатах «количество сырого и стабильного конденсата в см*, приходящегося на 1 м пропущенного через сепаратор газа, - давление». Изотермы конденсации имеют вид, приведенный на рис. IV.22. Форма их обусловливается спецификой течения ретроградных процессов конденсации и испарения.

Созданы приборы, позволяющие изучать фазовые равновесия углеводородов при давлении до 100,0 МПа и температурах до 150° С. Подробное описание установок, используемых для изучения газоконденсатных характеристик, и методы их определения приводятся в специальной литературе.

§ 10. РАСЧЕТ ФАЗОВЫХ РАВНОВЕСИЙ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ

Так как экспериментальный способ изучения газоконденсатных характеристик, являющийся основным для исследования фазовых превращений углеводородов, трудоемок и требует много времени (для этого используется сложная аппаратура высокого давления) большое внимание уделяется развитию расчетных методов оценки этих характеристик [431.

Вследствие большого многообразия состава газоконденсатных систем, отдельные составляющие которых кипят в очень широком диапазоне температур, создать расчетные методы построения газоконденсатных характеристик чрезвычайно сложно. Поэтому для прогнозирования фазовых превращений углеводородов при проектировании разработки газоконденсатных и газонефтяных месторождений и процессов переработки газа и конденсата используются приближенные методы расчета.

В основе расчетных методов оценки фазового состояния углеводородов лежит закон Дальтона - Рауля

pViXiQ,, (IV.11)

где р - общее давление смеси;

У1ЖХ1 - мольные концентрации (доли) компонентов в паровой и жидкой фазах; Ql - давление насыщенных паров компонентов смеси в чистом виде;

РУ1 - парциальное давление г-го компонента в паровой фазе; XjQi - парциальное давление того же компонента в жидкой фазе.