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

Как видно, вблизи давления насыщения, равного 4,9 МПа, значение пьезопроводности увеличивается более чем в три раза.

Возникновение зародышей новой фазы вблизи критической точки перехода обнаруживается в аномальном изменении термодинамических свойств систем.

Начиная с некоторого значения давления (намного больше давления насыщения рн), производился ступенчатый спуск давления (шаг Ар не

более 0,5 МПа) в темпе, обеспечивающем адиабатичность процесса, и при этом измерялось соответствующее изменение температуры АГ, на основе

чего определялось соотношение

ар dT

T в зависимости от уровня дав-

ления.

На рис. 4.10 показана характерная зависимость Ср /Ср от p для системы вода +СО2 с газовым фактором 2 см3/см3. Как видно, в интервале давлений, существенно превышающих значение рн, Ср / ар практически

остается постоянным. Но по мере приближения давления к значению рн соотношение Ср / Ср постепенно возрастает, достигая максимального значения при рн.

p10-5, Па

Рис. 4.10. Зависимость термодинамических характеристик от давления

Аналогичные эксперименты были проведены также в системах, содержащих сложный по составу газ. Так, на рис. 4.11 приведены результаты, полученные для смеси «трансформаторное масло + природный газ».

Как видим, в предпереходной области зависимость

от p носит

немонотонный характер. Имеются два максимума, один из которых соответствует давлению насыщения, определенному объемным методом. Дру-

гой же максимум соответствует существенно большим давлениям (на 1-2 МПа).

В области микрозародышеобразования проявляется также неравновесность процессов объемной деформации.

р, МПа

Рис. 4.11. Термодинамические характеристики сложной смеси

Сущность этого явления заключается в том, что после быстрой нагрузки (или разгрузки) жидкости с зародышами газа наблюдается релаксация давления - оно медленно снижается (или возрастает) до некоторого стационарного значения. Медленный прирост или снижение давления связаны со структурными изменениями, в результате которых система переупаковывается в энергетически удобную структуру.

Отметим, что аналогичные эффекты можно наблюдать при объемном нагружении тяжелых нефтей с содержанием смол и асфальтенов.

Релаксационные свойства газожидкостных систем в предпереходных условиях исследовались с помощью лабораторной установки, состоящей из бомбы PVT, гидравлического пресса с измерительной шкалой, термостата, манифольда, образцовых манометров, бачка для продавочной жидкости (см. рис 4.3). Бомба PVT состояла из двух камер: камеры высокого давления, в которой помещалась исследуемая среда, и камеры для прода-вочной жидкости (масло), которая подавалась с помощью пресса. Бомба PVT помещалась в термостатируемую рубашку и устанавливалась на шарнирах. Для подготовки рекомбинированной пробы в камеру высокого давления помещалась жидкость и подавался газ под большим давлением. Путем интенсивного перемешивания производилось растворение газа в жидкости.

Объемным методом определялось давление насыщения рн, после чего система подвергалась барообработке путем циклического нагружения

до уровня давления р0, намного превышающего величину давления рн.

Таким образом, в системе устанавливалось термодинамическое равновесие. Далее с помощью гидравлического пресса производилась разгрузка системы с постоянным темпом изменения давления до уровня р1. (Величина снижения давления Ар = р0 Р1 составляла 0,2-1,0 МПа, а диапазон

темпов изменения давления

0,1 5 МПа/мин.)

После разгрузки по показаниям образцового манометра регистрировалось увеличение давления в системе до равновесного значения. Затем производилось очередное снижение давления на ту же величину Ар

и с тем же темпом изменения давления и проводились аналогичные замеры.

Ниже приведены результаты исследований на рекомбинированных пробах, составленных из трансформаторного масла с природным газом и воды с углекислым газом. В первом случае исходное давление р0 составляло 13 МПа. Снижение давления производилось на величину Ар = 1,0 МПа. Для карбонизированной воды с давлением насыщения рн = 0,81 МПа начальный уровень составлял р0 = 2,5 МПа, а величина нагрузки р = 0,25 МПа. Все опыты проводились при постоянной температуре T = 308 К, которая достигалось путем термостатирования всех основных узлов установки.

На рис. 4.12 приведены кривые, полученные в одной серии таких экспериментов.

13 12 11

1800

2700

t, с

Рис. 4.12. Релаксация давления

Опыты показали, что при давлениях, намного превышающих давление рн, релаксационные явления не наблюдаются. При приближении к

давлению насыщения после разгрузки имеет место прирост давления, ве-