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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 [ 155 ] 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270

Таким образом, установление оптимального режима работы единой гидродинамической системы, состоящей из различных элементов (промысловая система сбора продукции скважин, подъемники добывающих скважин, сами добывающие скважины с различными элементами, глубиннонасосные установки и, наконец, пласт), является сложной задачей, которая может быть успешно решена при достаточной информации об особенностях работы каждого из перечисленных элементов.

С другой стороны, значительное изменение давления и температуры в скважине при движении продукции от забоя к устью приводит к изменению свойств продукции (нефть, газ и вода), которое может бьпъ существенным. Остановимся на расчете основных свойств продукции при изменении давления и температуры.

6.30. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ ГАЗА, НЕФТИ И ВОДЫ

Процесс эксплуатации скважин требует выполнения значительного количества расчетов свойств добываемых компонентов продукции, существенно зависящих от термобарических условий, которые изменяются в достаточно широких пределах.

В целях сопоставления и анализа процессов, протекающих в скважинах при изменяющихся свойствах продукции, принято рассматривать эти свойства приведенными к нормальным или стандартным условиям.

Нормальными условиями принято считать такие условия, при которых давление Р = Р„ = 0,101325 МПа (~ 0,1 МПа ), а температура Т=Т„ = 273,15 К (0°С).

Стандартными условиями принято считать такие условия, при которых давление Р = Р. = 0,1 МПа, а температура Т = Т. = 293,15 К (20 °С). В США и некоторых других странах стандартная температура = 288,75 К (15,6°С).

6.30.1. МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА И ПЛОТНОСТЬ ГАЗА ОДНОКРАТНОГО СТАНДАРТНОГО РАЗГАЗИРОВАНИЯ

Молекулярная масса газа с учетом его объемного состава вычисляется по следующей формуле:

М, =Х(>/М,)/100, (6.504)

где У- - объемная доля /-го компонента в смеси газов, %; М. - молекулярная масса /-го компонента; п - число компонентов в смеси газов.

Приводим молекулярные массы некоторых газов: метан -16,043; этан - 30,07; пропан - 44,097; бутан - 58,124; пентан - 72,151; диоксид углерода - 44,01; сероводород - 34,08; азот - 28,014.

В соответствии с законом Авогадро 1 кмоль любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,414 м\ а при стандартных условиях - 24,05 м\ Плотность газа р, при известной молекулярной массе вычисляется так: при нормальных условиях

р,„ = Му 22,414, (6.505)

при стандартных условиях

р,. = Му 24,05. (6.506)

Для расчета относительной плотности газа р, по воздуху используется следующая зависимость:

р,. = М,./28,98 (6.507)

где 28,98 - молекулярная масса воздуха.

Относительную плотность газа можно рассчитать и по следующей формуле:

Рг=Р./Рвиз, (6.508)

где р,,„ - плотность воздуха, кг/м\

Плотность воздуха при нормальных условиях р, = 1,293 кг/м а при стандартных - р, = 1,205 кг/м\

6.30.2. КОЭФФИЦИЕНТ СВЕРХСЖИМАЕМОСТИ ГАЗА, ЕГО ПЛОТНОСТЬ И ОБЪЕМ ПРИ ЗАДАННЫХ ДАВЛЕНИИ И ТЕМПЕРАТУРЕ

Состояние реальных газов при различных термобарических условиях описывается следующим уравнением:

PV = zGRT, (6.509)

где Р, Т- текущие значения давления (Па) и температуры (К);

V - объем газа, м;

О - масса газа, кг;

R - удельная газовая постоянная, Дж/(кгК);

Z - коэффициент сверхсжимаемости реального газа.

Удельная газовая постоянная определяется отношением газовой постоянной R к молекулярной массе газа

RRIM,. (6.510)

Газовая постоянная при нормальных условиях R = 8,314-10Дж/ (моль • К).

Коэффициент сверхсжимаемости газа учитывает отклонение реальных газов от идеального и зависит от давления Р, температуры Т и состава газа. Если газ - однокомпонентный, то коэффициент его сверхсжимаемости зависит от критических давления Р и температуры Т. Критические параметры некоторых газов следующие:

Газ СН4 С2 Нб Сз Hj С4 Н,о Сз Н,2 С Н,4 СО2 Нг S Щ Рр, МПа4,7 4,9 4,3 3,8 3,4 3,1 7,4 9,0 3,4 Тр, К 190,7 306,2 369,8 425,2 470,4 508,0 304,2 373,6 126,2

Для смеси газов вводят понятие псевдокритических давления/*,, и температуры Г, которые вычисляются при известном компонентном составе по формулам:

(6.511)

где у. - объемное содержание /-го компонента газа в смеси, д.ед.

Если состав газа неизвестен, то для приближенной оценки псевдокритических давления (в МПа) и температуры (в К) можно воспользоваться формулами А.З. Истомина:

Л,.р=4,937 - 0,464р,, Г =171,5р,+97,

(6.512)

где Рг - относительная (по воздуху) плотность газа.

По вычисленным значениям псевдокритических давления и температуры определяют соответствующие приведенные давление Р ,р и температуру Г: