Разработка газовых и газоконденсатных месторождений. Некоммерческий фонд имени профессора А. В. Аксарина

• Название: Некоммерческий фонд имени профессора А. В. Аксарина
• Дата: 28.01.2020
• Размер: 2.61 Mb.
• Имя файла: Разработка газовых и газоконденсатных месторождений.doc
• Тип: Документы; #106122
• страница: 2 из 65

1.2. Основные параметры [1,2]

1.2.1.Газовые законы

Термодинамическое состояние природного газа описывается в целом через средние параметры и компонент через парциальные параметры

Парциальные параметры. Парциальное давление компонента смеси p_i - давление, которое он бы имел при удалении из объёма, занимаемого смесью, остальных компонент при неизменных величинах начального объёма и температуры;

парциальный объем компонента смеси v_i- объём, который он бы имел при удалении из объёма, занимаемого смесью, остальных компонент при неизменных величинах начального давления и температуры.

Газовые законы. Связь между парциальными и средними параметрами устанавливается через следующие законы:

закон Авогадро - 1кмоль газа при нормальных условиях ( р=760 мм рт.ст.; Т=0⁰С) занимает объём 22.41м³;

закон Дальтона - аддитивности парциальных давлений p_i

р=  р_i ; (1.1)

закон Амаги - аддитивности парциальных объёмов v_i

v= v_i. (1.2)

1.2.2. Параметры газовых смесей

К средним параметрам относятся:

плотность газа в нормальных условиях

= М/22.41, кг/м³ ; (1.3)

относительная плотность - плотность, отнесённая к плотности воздуха _в при тех же значениях давления и температуры;

концентрации компонент - массовые g_i=G_i /G; молярные y_i=m_i /m; объёмные x_i=v_i /v;

средние характеристики –

давление р=p_i /x_i ; объём v=v_i /x_i;

молекулярная масса M= (x_i М_i)/100=100/ (g_i /M_i) ; (1.4)

плотность =100/ (g_i /_i)=100M/ (x_i M_i)/_i= (x_i _i). (1.5)

При этом: плотности воздуха ⁰= 1,293кг/м³, ²⁰= 1,205кг/м³ (верхний индекс – температура в градусах Цельсия); концентрации связаны между собой соотношениями g_i=x_i M_i /M; y_i=x_i.

1.2.3. Содержание тяжелых углеводородов в газе

В газе три тяжелые фракции: пропановая, бутановая и газовый бензин. Последний принимается состоящим по массе из 1/3 бутана и 2/3 пентана (плюс вышекипящие).

Содержание тяжелых компонентов в г/м³ определяется по формуле

А_i=10g_i_см= 10у_i_i, г/м³. (1.6)

В газовый бензин целиком переходит пентан плюс вышекипящие и часть нормального бутана, по величине равная половине содержания пентана плюс вышекипящие.

Объём паров после испарения жидкости. Объём паров, получаемый после испарения G кг жидкого углеводорода (при нормальных физических условиях р=0,1013МПа, Т=273 К ), можно вычислить по формуле

V_п=G / _п= 22,41 G / М,[ м³] (1.7)

1.2.4. Критические и приведённые термодинамические параметры
Критическим состоянием называется такое состояние вещества, при котором плотность вещества и его насыщенного пара равны друг другу. Параметры, соответствующие этому состоянию, называются критическими параметрами.



Критической Т_кр называется такая температура, выше которой газ под действием давления любого значения не может быть превращён в жидкость.

Критическое давление р_кр, - зто давление необходимое для сжижения газа при критической температуре.

Критическим объёмом v_кр называют объём, равный объёму одного моля газа при критических значениях давления и температуры.

Для природных газов значения Т_кр и р_кр при известных параметрах компонент x_i, p_крi, Т_крi определяются как среднекритические (псевдокритические).

p_кр=(P_крi x_i) , Т_кр =(T_крi x_i) при х_С5+<10%. (1.8)

Если известна относительная плотность газа , то средние значения критических давления и температуры природного газа можно определить по графикам, приведенным на рис. 1.1 и 1.2. При содержании в природном газе N₂, СО₂ или Н₂S в значения Т_кр и р_кр вводятся соответствующие поправки.

Когда содержание N₂, СО₂ или Н₂S превышает 15% об., вместо графиков для определения Т_кр и р_кр следует пользоваться формулой (1.8).

Для приближенных расчетов при изменении относительной плотности  от 0,5 до 0,9 значения р_кр и Т_кр можно определить по формулам:

давление в кгс/см²


температура в К


которые справедливы для кривых 1 на рис. 1.1 и 1.2.

Часто в расчетах, например при определении вязкости и коэффициента сверхсжимаемости газа, пользуются так называемыми приведенными давлениями и температурами.

Приведенным давлением р_пр называется отношение давления газа р к его критическому давлению р_кр : p_пр=p/ p_кр

Приведенной температурой газа Т_пр называется отношение абсолютной температуры газа Т к его критическому значению: Т_пр=Т/Т_кр.