2 газовые конденсатные месторождения

2 ГАЗОВЫЕ КОНДЕНСАТНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

2.1. Расчет молекулярной массы и плотности газа однократного разгазирования.

Дано:

СН₄ – 82,7 %;

С₂Н₄ – 7,6 %;

С₃Н₈ – 2,9 %;

i – С₄Н₁₀ – 0,6 %;

n – С₄Н₁₀ – 0,5 %;

С₅Н₁₂ + высшие – 2,5 %;

СО₂ – 0,9 %;

N₂ – 2,3 %.

Экспериментально установлено значение плотности выделявшегося газа r _Гст = 0,850 кг/м³ (при стандартных условиях).

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

,

где y _i– объемная доля i –го компонента в смеси газов, %;

M _i– молекулярная масса i –го компонента;

n – число компонентов в смеси газов.

Предварительно рассчитываем молекулярную массу каждого из компонентов газа, учитывая, что атомная масса углерода С = 12,01115; водорода Н = 1,00797; кислорода О = 15,9994; серы S = 32,064 и азота N = 14,007. Молекулярные массы составляют:

метана ;

этана ;

пропана ;

бутана ;

пентана ;

диоксида углерода ;

азота .

Вычисляем молекулярную массу данного газа:

В соответствии с законом Авогадро 1 кмоль любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,414 м³, а при стандартных условиях – 24,05 м³.

Плотность газа ρ _г при известной молекулярной массе вычисляется так:

при нормальных условиях

;

при стандартных условиях

.

Ошибка расчетного определения плотности составляет:

.

Для определения относительной плотности газа по воздуху используется следующая формула:

,

где 28,98 – молекулярная масса воздуха.

Таким образом, относительная плотность газа .

Относительную плотность газа можно рассчитать и по следующей формуле:

где r _ВОЗ – плотность воздуха, кг/м³.

При расчетах следует помнить, что плотность воздуха при нормальных условиях кг/м³, а при стандартных условиях кг/м³.

Тогда относительная плотность газа равна:

.

Ошибка в расчете относительной плотности газа составляет:

что вполне допустимо.

2.2. Расчет коэффициента сверх сжимаемости газа, его плотности и объема при заданных давлении и температуре.

Дано:

р = 15,4 МПа;

Т = 296,15 К;

G ₀ = 21,6 м³/м³.

Состояние идеального газа при различных термобарических условиях описывается следующим уравнением:

рV = zGRT,

где р, Т – текущие значения давления (Па) и температуры (К);

V – объем газа, м³;

G – масса газа, кг;

R – удельная газовая постоянная, Дж/(кг К);

z – коэффициент сверх сжимаемости реального газа.

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

.

Газовая постоянная при нормальных условиях .

Коэффициент сверх сжимаемости газа z учитывает отклонение реальных газов от идеальных и зависит от давления р, температуры Т и состава газа.

.

Для смеси газов вводят понятия псевдокритического давления р _{п кр} и температуры Т _{п кр}, которые вычисляются при известном компонентном составе газа по формулам:

где y_i – объемное содержание i –го компонента газа в смеси, доли единицы.

.

По формулам А.З. Истомина:

где – относительная (по воздуху) плотность нефтяного газа.

;

.

Рассчитываем приведенные давление и температуру по формуле

:

где р, Т – текущие значения давления и температуры, для которых необходимо рассчитать коэффициент сверх сжимаемости.

с учетом компонентного состава газа

;

с учетом расчетов, выполненных по формуле А.З. Истомина:

, .

По данным значениям p _пр и Т _пр и графикам можно определить z (z = 0,860)

Приведенные давления и температуру для смеси углеводородных и небольшого (до 5%) количества неуглеводородных газов (без азота) можно рассчитать по формуле П.Д. Ляпкова:

где – относительная по воздуху плотность смеси газов (кроме азота)

– относительная плотность газа при стандартных условиях;

– относительная по воздуху плотность азота ;

y_a – объемная доля азота в составе газа, доли единицы.

.

Определяем p _пр и Т _пр:

,

.

По формуле:

.

,

.

Определяем коэффициент сверх сжимаемости z:

z = z _y × (1 - y_a) + z_a × y_a = 0,8491×(1 – 0,023) + 1,0277 × 0,023 = 0,8532.

Рассчитываем плотность газа и объем его при р = 15,4 МПа и Т = 296,15 К:

;

,

где V _ст – объем газа при стандартных условиях, м³.

По коэффициенту, сверх сжимаемости вычисленному по П.Д. Ляпкова:

,

.

2.3. Расчет давления насыщения нефти газом при t < t _пл

Дано:

р _нас = 15,4 МПа;

t _пл = 73 °С;

t = 23 °C;

ρ _дн = 873 кг/м³;

G ₀ = 74,2 м³/м³;

y _м = 0,653;

y _a = 0,024.

Предварительно необходимо привести размерность газосодержания пластовой нефти G ₀ к размерности формулы:

,

где p _нас – давление насыщения пластовой нефти газом при пластовой температуре t _пл, МПа;

t – текущая температура, °C;

Г _ом – газонасыщенность пластовой нефти, характеризующаяся отншением объема газа (приведенного к нормальным условиям), растворенного в нефти, к массе дегазированной нефти, м³/т;

y _м, y _а – соответственно содержание метана и азота в газе однократного разгазирования пластовой нефти в стандартных условиях, доли единицы.

Для этого воспользуемся следующей зависимостью:

,

где 10³ – коэффициент перевода плотности, выраженной в кг/м³, в плотность, выраженную в т/м³.

.

Вычисляем давление насыщения нефти газом при температуре 23 °C:

.

Таким образом, давление насыщения при температуре 23 °C составляет 13,24 МПа.

Дата добавления: 2015-08-29