организационный план. сосистер. Физические особенности агрегатных состояний со2 и их пригодность для различных процессов
 Скачать 364.55 Kb.
|
|
https://vniigaz.gazprom.ru/d/textpage/fb/251/dissertatsiya_dorokhinvg.pdf Физические особенности агрегатных состояний СО2 и их пригодность для различных процессов. В пластовых условиях СО2 может находиться в различных агрегатных состояниях в зависимости от температуры и давления: жидком; газообразном; сверхкритическом Зависимость агрегатного состояния, плотности и вязкости СО2 от таких характеристик, как температура и давление, показаны на рисунках   Анализируя выше приведенные зависимости, можно сделать следующие выводы о физических свойствах СО2. В газообразном состоянии СО2 – бесцветный газ. Газообразному состоянию СО2 соответствует широкий диапазон температур и давлений, не превышающий кривую кипения АВ. Вязкость порядка 10-5 Па*с, коэффициент диффузии – 10-5 м 2 /с. При температуре ниже 31ºС и давлении, ограниченном линией кипения АВ, СО2 находится в жидком состоянии. Он представляет собой бесцветную жидкость. В зависимости от термобарических условий его плотность меняется от 600 до 1200 кг/м3 . Вязкость порядка 10-3 Па*с, коэффициент диффузии – 10-9 м 2 /с. При давлении выше 7,38 МПа и температуре выше 31ºС и выше СО2 находится в сверхкритическом состоянии. В сверхкритическом агрегатном 31 состоянии СО2 ведет себя как газоподобный сжимаемый флюид, но вместе с этим имеет плотность, близкую к плотности жидкости. При понижении температуры или повышении давления плотность СО2 приближается по значению к плотности жидкости. При пластовых температуре и давлении, соответствующих области сверхкритического состояния, плотность СО2 меняется в пределах от 600 кг/м3 до 900 кг/м3 . Вязкость порядка 10-5 -10-4 Па*с, коэффициент диффузии – 10-8 м 2 /с. Обобщая проанализированные выше физические свойства СО2, можно сделать следующие выводы. Для замещения части буферного объема природного газа на СО2 наименее всего подходит жидкое агрегатное состояние СО2, поскольку в этом случае требуются большие объемы жидкого СО2, а также при закачке жидкого СО2 теряется полезный газопоровый объем, что приведет к уменьшению емкости ловушки. Жидкий СО2 больше подходит для захоронения, так как он будет находиться в более компактном состоянии в пласте, то есть можно хранить большие объемы жидкого СО2, чем газообразного и сверхкритического. Для частичного замещения буферного объема углеводородного газа СО2 больше подходит сверхкритическое агрегатное состояние, чем газообразное Исходя из вышеописанных свойств, принципиальное значение будет иметь гравитационное разделение метана и сверхкритического СО2. Под действием гравитационных сил СО2 будет опускаться под метан, продвигая его к забоям добывающих скважин. Также скорость фильтрации у сверхкритического СО2 меньше, чем у газообразного СО2 из-за большей вязкости сверхкритического СО2. Этот фактор позволит избежать раннего прорыва СО2 к фонду эксплуатационных скважин, что позволит продлить их эксплуатацию без примеси СО2 в скважинной продукции. Основные требования к пласту-коллектору способному поддерживать СО2 в определенном агрегатном состоянии Глубина залегания пласта-коллектора выбирается исходя из необходимого, для замещения части буферного объема газа СО2 и захоронения СО2, агрегатного состояния углекислого газа.  Из рисунка 2.4 видно, что при принятых условиях на глубине залегания до 600 метров условия соответствуют газообразному СО2, от 600 до1000 метров – жидкому СО2, от 1000 метров и более – сверхкритическому СО2. Термобарические параметры пласта-коллектора выбираются исходя из необходимого, для захоронения углекислого газа или замещения части буферного объема газа СО2, агрегатного состояния углекислого газа Вышеизложенные параметры пласта-коллектора подбираются так, чтобы физические свойства СО2 достигали своего максимального значения по плотности и вязкости. Определив глубину перехода СО2 из одного агрегатного состояния в другое, построим распределение плотности, вязкости СО2, СН4, N2 от глубины при стандартном распределении температуры и давлении по пласту-коллектору (рис. 2.5, 2.6). Если в регионе присутствуют зоны многолетних мерзлых пород и аномальных давлений, то зависимости должны быть перестроены с их учетом.   |