рпо. Практикум по сбору и подготовке продукции нефтяных и газовых скважин 2011 Содержание
 Скачать 5.39 Mb.
|
|
Таблица1.19 Пример оформления решения задачи на расчет фазового равновесия нефть-газ в EXCEL:
Продолжение таблицы расчетов1.19
Типовая задача 1.22 Рассчитать молярные и массовые доли нефти и газа при двухступенчатой дегазации пластовой нефти. Температура дегазации 20 0С. Давление на первой ступени 0,6 МПа, на второй 0,1 МПа. Состав пластовой нефти: метан 0,2695; этан 0,0180; пропан 0,0375; изобутан 0,0152; бутан 0,0352; изопентан 0,0183; пентан 0,026; гексан 0,0729; гептан+высшие 0,5074. Молярная масса фракции гептан+высшие 284 кг/кмоль. Решение: Решение задачи аналогично предыдущей (табл.1.20). Константы фазового равновесия при давлении 0,6 МПа рассчитывают (см. приложение) квадратичной интерполяцией (см. предыдущую задачу). Молярную массу пластовой нефти рассчитывают по формуле  ,где n - число компонентов; Ni(L+V) - молярная доля i-го компонента в смеси; Мi - молярная масса i-го компонента, кг/кмоль. Результат решения уравнения (1.89), необходимый в дальнейшем для расчета составов и равновесного газа, при молярных долях газообразной фазы в смеси NV = 0,5; 0,25; 0,3; 0,28; 0,285; 0,283; 0,284 соответственно дает следующие значения левой части уравнения: -0,7212; 0,1393; -0,0631; 0,0134; -0,0062; 0,0016;таблица 1.20. Составы нефти и газа на первой ступени сепарации Таблица1.20
Так как значение левой части (1.89) при NV = 0,283 удовлетворяет неравенству |0,0016| < |0,003| (см. задачу), то молярная доля газообразной фазы на первой ступени дегазации пластовой нефти при давлении 0,6 МПа и температуре 20 0С может быть принята равной 0,283. Необходимость корректировки состава нефти и равновесного газа вызвана неточностью решения (1.89). При корректировке учитывают следующее. Из-за некоторой неравновесности разгазирования нефти в сепараторах фактический состав жидкости более обогащен легкими углеводородами по сравнению с рассчитанным равновесным составом. Поэтому корректируют в составе жидкости только доли тяжелых компонентов, а в составе газа доли всех компонентов тяжелее метана в сторону уменьшения. Пренебрегая захватом пузырьков газа жидкостью на первой ступени сепарации, принимают за исходный состав нефти на второй (последней) состав жидкости на первой ступени (1.21) Составы жидкой и газообразной фаз рассчитывают по (1.86) и (1.87) после решения уравнения (1.89) при последовательных приближениях молярных долей газообразной фазы в смеси NV = 0,5; 0,1; 0,005; 0,076; 0,06; 0,059; 0,0595 и соответствующих значений левой части его: -1,3345; -0,2748; 0,1082; -0,1292; -0,0041; 0,0058; 0,00079. Корректировку расчетных составов нефти и попутного газа проводят аналогично корректировке составов после первой ступени сепарации. Таблица 1.21 Составы нефти и газа после второй ступени сепарации
Молярные массы нефти и газа на I и II ступенях сепарации, рассчитанные по (1.8), представлены в таблице 1.22. Таблица 1.22. Молярные массы нефти и газа
В окончательном виде составы нефти и газа при двухступенчатой дегазации пластовой нефти при 20 0С с давлением на первой ступени 0,6 МПа, а на второй 0,1 МПа представлены в таблице1.23 Как видно из табл.1.23, газ после первой ступени сепарации содержит всего 12,46% компонентов тяжелее пропана. Газ же после второй ступени сепарации содержит таких компонентов 45,45%, т.е. в 3,6 раза больше. Так как газ после второй ступени содержит почти половину жирных компонентов, его необходимо направлять на дополнительную обработку. Таблица 1.23. Составы нефти и газа по ступеням сепарации
Типовая задача 1.23 Газ концевых ступеней сепарации в количестве 143,82 т/сут сжимается до давления первой ступени сепарации 0,5 МПа и охлаждается в воздушном холодильнике до 10 0С, затем поступает в сепаратор для отделения конденсата от газообразной фазы. Молярный состав газа концевых ступеней сепарации принять следующим (%): метан 47,3, этан 9,03, пропан 18,81, изобутан 11,11, бутан 8,0, изопентан 1,95, пентан 2,1, гексан 1,7. Определить составы газа и конденсата после компримирования и охлаждения. Найти количество получающегося конденсата. Решение: Решение задачи сводится к решению уравнения фазовых равновесий (1.89) и затем уравнений (1.86), (1.87). Константы фазового равновесия определяют по номограммам или таблицам. Решения уравнения (1.89) при последовательных приближениях молярных долей газообразной фазы смеси NV = 0,5; 0,99; 0,9; 0,9; 0,92; 0,91; 0,917 равны соответственно значениям левой части этого уравнения: 0,7998; -0,5308; 0,0553; -0,1440; -0,01010; 0,0243; 0,00059. Если значение левой части уравнения (1.89) по абсолютной величине меньше 0,003, то поиски решения заканчиваются, а молярная доля газообразной фазы, при которой получено такое отличие левой части от нуля, используется в дальнейших расчетах. Всего в сепаратор поступает 143,82 т/сут смеси углеводородов, молярная масса которых равна:   =0,473∙16,04+…+0,017∙86,17= 34,1 кг/моль,где r - число углеводородов в смеси. Из всего количества молей смеси углеводородов m/Mсм = 143,82/34,1∙10 3 = 4217,6 кмоль/сут 0,917 составляет газ и 0,083 – соответственно, конденсат. Так как молярная масса получающегося газа равна = 0,5144∙16,04 + ... + 0,0038∙86,17 = 31,5 кг/кмоль,а конденсата  = 0,0155∙16,04 + ... + 0,162∙86,17 = 62,66 кг/кмоль,то количество конденсата, образующегося в сепаратор, будет 4217,6∙62,66∙0,083 = 21,93 т/сут, и, соответственно, газа 4217,6∙31,5∙0,917 = 121,83 т/сут. Сумма 121,83 + 21,93 = 143,76 < 143,82 на 0,06 вследствие округления при расчете. Полученный газ содержит еще много пропан-бутановых фракций и поэтому охлаждение его только до 10 оС недостаточно. Результаты предоставлены в таблице 1.24. Таблица 1.24 Составы конденсата и газа после компримирования при 0,5 МПа и охлаждении до 10оС
Задание для самостоятельной работы по теме 1.7 Задача 1.22 Рассчитать равновесные составы нефти и газа для газожидкостной смеси, поступающей в сепаратор при заданном давлении и температуре,если известен состав пластовой нефти (мольн.%).Определить количетво получающихся нефти и газа при заданном расходе сырья, и известной молекулярной массе нелетучего осадка. Таблица1.25 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||