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

СЛОЖНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПЛАСТАХ

4.1. Взаиморастворимые и газоконденсатные течения

4ЛЛ. ГИДРОДИНАМИКА ВЗАИМОРАСТВОРИМЫХ СМЕСЕЙ

В случае потоков смесей взаиморастворимых фаз баланс масс должен формулироваться [98] для каждой компоненты во всех фазах, т.е.

dt dxj (4.1)

-If) А/(к)

Здесь индексы фаз (а) , (/?) соответствуют значениям (1), () ; () = (1), {К), - индексы

компонент; C(k)"- массовая концентрация компоненты к в фазе а ; - насыщенность порового пространства фазой

а; N(k)" - массообмен компонентой к между фазами а и

Число уравнений (4.1) равно JK.

Предположим, что для течений взаиморастворимых флюидов применим обобщенный закон Дарси

ну----jprr-jP (4.2)

с использованием традиционной концепции фазовых проницаемостей (раздел 3.3)

к"= к f-i") (4.3)

и теми же самыми относительными проницаемостями у(а)(а) как и в случас потоков смесей нерастворимых флюидов. 184

Конечно, здесь

а А: - абсолютная проницаемость среды. Разница фазовых давлений р"\в") определяется капиллярными силами, которые меняются по мере взаимного растворения флюидов (фаз) и соответственного выравнивания их составов.

/)-10*Н/м2

Рис. 4.1. Экспериментальные данные о ретроградной конденсации смеси уптеводородов в PVT-бомбе (насыщенность жидкой фазы 6 дана в % от объема бомбы)

Наиболее важными представляются течения газоконден-сатных смесей, обусловленных эффектом так называемой ретроградной конденсации, происходящим из-за молекулярного взаимодействия различных типов тяжелых углеводородных газов в диапазоне давлений р :

р < р < р, (4.4)

офаниченном (рис. 4.1) пороговыми значениями р , При этом можно офаничиться двумя рядами фазовых конценфаций S{k) кк) соответственно в газовой (а = g) и в жидкой (/? = /) фазах:

Скорость массообмена между фазами пропорциональна [98, 203] разности химических потенциалов Z(k)"

у v

N(k)--)-, (4.6)

(ар)

где Г(А:) - время релаксации.

4.1.2. ЗАКОН РАВНОВЕСИЯ ГЕТЕРОГЕННЫХ СИСТЕМ

Пусть в фильфационном потоке реализуются условия локального термодинамического равновесия, т.е. массообмен происходит (по сравнению с изменениями фильфационного течения в целом) как бы мгновенно. Тогда

Х(к) = Zal\ (4.7)

и фазовые давления и температуры равны

= р\ (4.8)

j<g) = з-С/) (4 9)

При этом важно вьщелить независимые парамефы, определяющие условия равновесия, или, иначе, так называемые химические степени свободы, которые и будут аргументами для конценфаций компонент g. и Рассмофим этот вопрос.

Полное число переменных является суммой числа концен-186