рпо. Практикум по сбору и подготовке продукции нефтяных и газовых скважин 2011 Содержание

Название	Практикум по сбору и подготовке продукции нефтяных и газовых скважин 2011 Содержание
Дата	11.04.2022
Размер	5.39 Mb.
Формат файла
Имя файла	Praktikum_po_SPPNGS.doc
Тип	Практикум #463047
страница	17 из 57

1 ... 13 14 15 16 17 18 19 20 ... 57

Исходные данные к задаче1.22

Состав смеси, % мольн.	Варианты
Состав смеси, % мольн.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
СН₄	32,55	24,42	17,26	27,37	27,45	36,01	38,30	39,58	50,35	17,26
С₂H₆	0,38	1,22	3,24	2,36	3,89	0,30	9,61	0,27	13,20	3,24
С₃Н₈	0,72	2,67	6,82	5,00	8,01	0,32	7,99	0,22	7,29	6,82
i-C₄H₁₀	1,16	1,68	1,36	2,01	1,78	0,64	0,86	0,62	1,35	1,36
n-C₄H₁₀	0,82	3,56	4,17	3,86	5,70	0,12	3,94	0,13	3,36	4,17
i-C₅H₁₂	1,29	1,96	1,65	1,98	2,09	0,22	1,27	0,27	1,22	1,65
n- C₅H₁₂	0,53	2,65	2,58	2,38	3,53	0,06	2,48	0,08	1,78	2,58
C₆H₁₄	3,47	5,22	4,42	5,27	5,66	1,56	3,20	0,76	2,48	4,42
C_{7+ ВЫСШИЕ} (нелетучий остаток)	59,08	56,62	58,50	49,77	41,89	60,77	32,35	58,07	18,97	58,50
Молекулярная масса остатка	264	206	249	240	210	284	264	314	215	250
Расход сырья, т/сут	5200	6500	5980	8000	6000	7600	6800	8400	10000	9200
Условия сепарации:
давление, МПа	0,3	0,2	0,4	0,6	0,7	0,5	0,4	0,5	0,6	0,7
температ., ^оС	30	20	10	20	25	30	20	10	15	35

Состав смеси, % мольн.	Варианты
Состав смеси, % мольн.	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
СН₄	21,43	12,71	21,43	26,7	27,4	26,2	34	39,6	33,5	12,98
С₂H₆	0,66	3,35	0,66	1,5	2,36	2,17	0,84	0,3	8,2	3,35
С₃Н₈	3,46	8,48	3,46	1,9	5,99	5,3	2,53	0,2	10,6	8,48
i-C₄H₁₀	1,80	2,24	1,8	1,6	2,01	1,6	1,41	0,6	2,1	2,24
n-C₄H₁₀	5,50	6,39	5,5	1,9	3,88	4,2	2,56	0,6	6,8	6,39
i-C₅H₁₂	2,94	2,33	2,94	5,1	7,23	6,5	6,12	1,0	7,0	2,33
n- C₅H₁₂	4,65	3,69	4,65	4,9	7,68	7,4	5,72	4,1	6,3	3,69
C₆H₁₄	-	0,27	-	-	-	-	-	-	-	-
C_{7+ ВЫСШИЕ} (нелетучий остаток)	59,55	60,54	59,56	56,4	43,45	46,63	46,82	53,6	25,5	60,54
Молекулярная масса остатка	223,6	222,6	223,6	240	235	175	275	220	180	222,6
Расход сырья, т/сут	2600	10000	5450	20000	1500	4000	1000	10000	5500	6300
Условия сепарации:
давление, МПа	0,1	0,1	0,1	0,6	0,4	0,9	0,5	0,5	0,6	0,1
температ., ^оС	40	20	10	20	10	0	25	25	35	40

Состав смеси, % мольн.	Варианты
Состав смеси, % мольн.	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
СН₄	21,44	28,72	33,14	34,45	28,37	28,48	24,75	26,8	34,49	36,32
С₂H₆	0,66	2,72	0,38	0,84	2,36	3,89	1,22	1,71	8,24	0,3
С₃Н₈	3,46	6,37	0,72	2,08	5,0	8,21	2,67	5,33	10,57	0,32
i-C₄H₁₀	1,80	1,65	1,16	1,41	2,01	1,78	1,68	1,55	2,12	0,64
n-C₄H₁₀	5,50	4,9	0,82	2,56	3,88	5,7	3,56	4,15	6,77	0,12
i-C₅H₁₂	2,94	1,84	1,29	1,72	1,98	2,09	1,96	1,73	1,9	0,22
n- C₅H₁₂	4,65	2,83	0,53	1,78	2,38	3,53	2,65	2,46	2,94	0,06
C₆H₁₄	-	8,42	3,47	4,4	5,27	5,66	5,22	4,74	4,13	1,56
C_{7+ ВЫСШИЕ} (нелетучий остаток)	59,58	42,56	58,49	50,76	48,75	40,66	56,29	51,53	28,84	60,46
Молекулярная масса остатка	238	238	264	270	239	210	206	229	187	284
Расход сырья, т/сут	150	140	90	100	120	180	200	160	190	110
Условия сепарации:
давление, МПа	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,3	0,4	0,5	0,55
температ., ^оС	20	15	-15	10	-10	25	5	15	-5	-20

Состав смеси, % мольн.	Варианты
Состав смеси, % мольн.	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40
СН₄	35,02	40,1	27,49	17,69	38,82	40,64	52,42	21,44	12,98	33,5
С₂H₆	1,5	0,27	1,48	3,24	0,65	9,61	13,2	0,66	3,35	8,2
С₃Н₈	3,15	0,22	1,94	6,82	0,98	7,9	7,29	3,46	8,48	10,6
i-C₄H₁₀	1,34	0,62	0,85	1,36	0,72	0,86	1,35	1,80	2,24	2,1
n-C₄H₁₀	3,43	0,13	1,93	4,17	0,3	3,94	3,36	5,50	6,39	6,8
i-C₅H₁₂	1,76	0,27	1,42	1,65	0,33	1,27	1,22	2,94	2,33	7,0
n- C₅H₁₂	2,43	0,08	1,55	2,58	0,19	2,48	1,78	4,65	3,69	6,3
C₆H₁₄	4,71	0,76	3,67	4,42	1,37	3,2	2,48	-	-	-
C_{7+ ВЫСШИЕ} (нелетучий остаток)	46,66	57,55	59,67	58,07	56,64	30,1	16,9	59,55	60,54	25,5
Молекулярная масса остатка	231	314	286	249	363	264	215	223,6	222,6	180
Расход сырья, т/сут	100	120	110	120	130	140	150	2600	200	190
Условия сепарации:
давление, МПа	0,6	0,5	0,7	0,3	0,4	0,8	0,8	0,1	0,7	0,5
температ., ^оС	-5	5	20	-15	10	-10	-20	10	10	20

НЕФТЯНЫЕ ЭМУЛЬСИИ

Продукция скважин представляет собой смесь газа, нефти и воды. Вода и нефть при перемешивании образуют механическую смесь водо- нефтяную эмульсию, причем количественное соотношение воды и нефти в процессе разработки месторождения может меняться в широких пределах.

Эмульсия - это смесь дисперсных частиц, которые образуются под влиянием затраченной энергии. Большинство исследователей считает, что в пластовых условиях диспергирование газо-водо-нефтяных систем исключается. Глубинные пробы жидкости, отобранные у забоя скважины, как правило состоят из безводной нефти и воды.

При подъеме нефти и понижении давления газ выделяется с такой энергией, что ее уже достаточно для диспергирования капель пластовой воды. Но наиболее устойчивые нефтяные эмульсии образуются при механическом способе, компрессорном способе добычи нефти, когда в качестве рабочего агента применяется воздух

Эмульсией называется такая система двух взаимно нерастворимых жидкостей (или не вполне растворимых), в которых одна содержится в другой во взвешенном состоянии в виде огромного количества микроскопических капель (глобул).

Нефтяные эмульсии характеризуются следующими свойствами:

Дисперсность - т.е. степень раздробленности.

Дисперсионность является основной характеристикой эмульсии и характеризуется тремя величинами (параметрами):

d_к - диаметр капли
1/d_к - обратная величина диаметру капли (дисперсность)
S_уд - удельная межфазная поверхность

Вязкость эмульсии – не аддитивное свойство.

μ_э ≠ μ_н + μ_в (2.5)
где μ_н - абсолютная вязкость нефти;

μ_в - абсолютная вязкость воды.

, (2.6)
а измеряемая вязкость μ* называется кажущейся.

d_к может быть самым разнообразным и колебаться в пределах от 0,1 до 100мк (микрон) 10^-5–10^-2 см.

Эмульсии могут быть:

монодисперсные, состоящие из d_к одинакового диаметра,
полидисперсные, микрогетерогенные системы, видны в микроскоп,
коллоидные, ультрамикрогетерогенные системы.

Для оценки вязкости используются различные эмпирические формулы:

(2.7)

(2.8)

где μ_э - вязкость эмульсии;

μ- внешняя вязкость;

ε - отношение объема диспергированного вещества к общему объему.

Плотность эмульсии - функция почти аддитивная и потому определяется относительно легко (на основании структурно молекулярной особенности молекул).

(2.9)

где g - содержание Н₂О и растворимых солей в эмульсии, %:

(2.10)
где g_o - содержание чистой воды,%;

X - содержание растворимых солей в воде, %.

Электрические свойства эмульсии. И нефть и вода, хорошие диэлектрики, (φ - удельная электропроводность). Дана в таблицах. Электропроводность нефтяных эмульсий обусловлена не только количественным содержанием Н₂О, нефти дисперсностью и количественным содержанием кислот и солей.
Устойчивость - способность в течении некоторого времени не разрушаться и не разделятся на нефть и воду.

Типовые задачи

Типовая задача 2.1

Пластовая вода плотностью 1086 кг/м³ и нефть плотностью 840 кг/м³ при добыче образуют эмульсию. Рассчитать плотность эмульсии, если известно, что она содержит 45% чистой воды, а минерализация обусловлена NaCl или CaCl₂.
Решение

Плотность эмульсии определяется по формуле

Исходя из плотности пластовой воды по таблице находим соответствующее содержание растворенных солей Х, %:

при ρ_в = 1086 кг/м³ Х = 12%

Рассчитываем содержание воды и растворенных солей в эмульсии:

Плотность эмульсии:

Типовая задача 2.2
Рассчитать содержание чистой воды в нефтяной эмульсии, если плотность эмульсии равна 980 кг/м³, плотность воды 1197 кг/м³, а минерализация обусловлена NaCl или CaCl₂.
Решение:

Содержание воды в нефтяной эмульсии определяется по формуле:

Исходя из плотности пластовой воды по таблице 2.1 из Приложения [2] находим соответствующее содержание растворенных солей Х в %

при ρ_в = 1197 кг/м³ Х = 26%

Рассчитываем содержание чистой воды в эмульсии:

ПРИЛОЖЕНИЕ К РАЗДЕЛУ 2

Таблица2.1

Плотность растворов неорганических солей

NaCl (20*)		CaCl₂ (20*)
Х, %	ρ, кг/м³	Х, %	ρ, кг/м³
1	1005,3	1	1007,0
2	1012,5	2	1014,8
4	1026,8	4	1031,6
6	1041,3	6	1048,6
8	1055,9	8	1065,9
10	1070,7	10	1083,5
12	1085,7	12	1101,5
14	1100,9	14	1119,8
16	1116,2	16	1138,6
18	1131,9	18	1157,8
20	1147,8	20	1177,5
22	1164,0	25	1228,4
24	1180,4	28	1260,3
26	1197,2	30	1281,6
-	-	35	1337,3
-	-	40	1395,7

Типовая задача 2.3

В сборный коллектор после первой ступени сепарации дожимными насосами перекачивается обводненная продукция L скважин с дебитами Q_j, м³/сут (в условиях сборного коллектора). Массовая обводненность продукции каждой j-той скважины в условиях сборного коллектора составляет W_j. Известны значения плотности нефти ρ_н и воды ρ_в после дожимных насосов.

Найти:

массовую долю воды в смеси продукций всех скважин (массовую обводненность);
плотность эмульсии в сборном коллекторе (плотность смеси эмульсий всех скважин).

Решение:

1. Определение массовой обводненности смеси продукции скважин.

Известно, что массовая доля компонента в смеси g_i – это отношение массы i-го компонента к суммарной массе смеси L компонентов (1.1).

1≤ i≤ L.

В частном случае, массовая доля воды в водонефтяной эмульсии W -это отношение массы воды в эмульсии к массе водонефтяной эмульсии:

, (2.18)
где m_э – масса водонефтяной эмульсии, кг,
m_э = m_в + m_н, (2.19)
где m_н - масса нефти в эмульсии, кг.

Исходя из уравнений (1.1) и (2.18), можем записать:

. (2.20)

Из уравнения (2.18) следует, что масса воды в продукции j-той скважины равна:
m_в_j = W_j∙m_э_j. (2.21)
Тогда уравнение (2.20) примет вид:

(2.22)

Зная дебит скважины, массу эмульсии j-той скважины можно рассчитать по уравнению:
m_э_j = Q_j∙ρ_э_j∙t, (2.23)

где t- время, с.

Учтем, что плотность эмульсии - это

. (2.24)
Подставляем уравнения (2.23) и (2.24) в уравнение (2.22):

После преобразований получаем:

. (2.25)

Подставляем числовые значения из условия задачи, получим:
W_см = 0,0645 / 0,3996 = 0,16
2. Определение плотности эмульсии в сборном коллекторе.

По определению, плотность смеси веществ - отношение массы к объему этой смеси:

. (2.26)

По этому определению и условиям задачи можем записать:

(2.27)

Зная дебит скважины, объем эмульсии j-той скважины можно рассчитать по уравнению:
V_э_j = Q_j∙t(2.28)
Подставив (2.23) и (2.28) в (2.27) , получим:

(2.29)

С учетом выражения (2.24) для плотности эмульсии:

(2.30)
Подставляя значения параметров из условия задачи, получаем:

ρ_см = 357422,5 / 404 = 884,7 кг/м³

Задание для самостоятельной работы по теме 2
Задача 2.1
Пластовая вода известной плотностью и нефть известной плотностью при добыче образуют эмульсию. Рассчитать плотность эмульсии, если известно, скольков ней содержится чистой воды, а минерализация обусловлена NaCl или CaCl₂и выразить ее в размерности кг/м³. Результат вычислений округлить с точностью до десятых по правилам округления.

Исходные данные
Задача 2.2
Рассчитать содержание чистой воды в нефтяной эмульсии, если известна плотность эмульсии, плотность нефти и плотность воды, а минерализация обусловлена NaCl или CaCl₂ Результат вычислений округлить с точностью до десятых по правилам округления.

Исходные данные
Задача 2.3
В сборный коллектор после первой ступени сепарации дожимными насосами перекачивается обводненная продукция L скважин с дебитами Q_j, м³/сут (в условиях сборного коллектора). Массовая обводненность продукции каждой j-той скважины в условиях сборного коллектора составляет W_j. Известны значения плотности нефти ρ_н и воды ρ_в после дожимных насосов.

Найти:

массовую долю воды в смеси продукций всех скважин (массовую обводненность);
плотность эмульсии в сборном коллекторе (плотность смеси эмульсий всех скважин).

Исходные данные
Таблица 2.2

1 ... 13 14 15 16 17 18 19 20 ... 57