валера физика пласта от 22.12.21+++++. Задача на определение вязкости природного газа 18 2 Задача на определение плотности и теплоты гидрата природного газа 22 Список литературы 24 Приложение 1 25
 Скачать 3.31 Mb.
|
ЗАДАНИЕ ВТОРОЕ – ПРАКТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ1.Лабораторные методы определения плотности нефти, нефтепродуктов и пластовых вод. Краткая характеристика1.1. Определение плотности нефти ареометром Определение плотности нефти и нефтепродуктов ареометром выполняется по ГОСТ 3900-85. Сущность метода заключается в погружении ареометра в испытуемый продукт, снятии показаний по шкале ареометра при температуре определения и пересчете результатов на плотность при температуре 20 °С. Аппаратура Для проведения работы необходимы: ареометры для нефти; стеклянные цилиндры для ареометров; термометр ртутный стеклянный, цена деления шкалы – 0,1 °С; термостат или водяная баня (рис. 1.1).  Подготовка к анализу Пробу нефти доводят до температуры испытания или выдерживают при температуре окружающей среды до достижения этой температуры. Проведение анализа Пробу испытуемого продукта наливают в установленный на ровную поверхность цилиндр, имеющий ту же температуру, что и проба. Цилиндр следует заполнять образцом не более чем на 2/3 объема. Пузырьки воздуха, которые образуются на поверхности, снимают фильтровальной бумагой. Температуру испытуемой пробы измеряют до и после измерения плотности. Температуру поддерживают постоянной с погрешностью не более 0,2 °С.  Чистый и сухой ареометр (рис. 1.2) медленно и осторожно опускают в цилиндр с испытуемым продуктом. Ареометр поддерживают за верхний конец, не допуская смачивания части стержня, расположенной выше уровня погружения ареометра. Когда колебания ареометра прекратятся, отсчитывают показания по верхнему краю мениска. При этом глаз должен находиться на уровне мениска (рис. 1.3). Отсчет по шкале ареометра соответствует плотности нефтепродукта при температуре испытания (г/см3 ). Обработка результатов Измеренную температуру испытания округляют до ближайшего значения температуры, указанного в табл. 1. Таблица 1.5 Перевод плотности при температуре испытания в плотность при 20 °С  По значению плотности, определенной с помощью ареометра, и округленному значению температуры находят плотность испытуемого продукта при температуре 20 °С по табл.1. За результат испытаний принимают среднее арифметическое двух определений. Пример пересчета Плотность нефтепродукта при температуре 24,2 °С равна 0,8235 г/см3 . Для пересчета плотности продукта, измеренной при 24,2 °С, на плотность при 20 °С, необходимо: округлить температуру испытания до 24,0 оС; округлить измеренную плотность до второй значащей цифры, например, до 0,820 г/см3 ; по таблице в горизонтальной графе «Плотность по шкале ареометра» найти округленную величину плотности (0,820); в графе «Температура испытания» найти значение температуры – 24,0 °С; в таблице найти значение плотности продукта при 20 °С – на пересечении вертикальной и горизонтальной граф – 0,8227 г/см3 . Так как при округлении измеренной плотности значение плотности фактически уменьшили на 0,8235 – 0,820 = 0,0035, необходимо прибавить это значение к найденному по таблице значению плотности при 20 °С: 0,8227 + 0,0035 = 0,8262 г/см3 . Таким образом, плотность нефтепродукта при 20 °С равна 0,8262 г/см3 . Точность метода Сходимость. Два результата определений, полученные одним исполнителем, признаются достоверными с 95%-й вероятностью, если расхождение между ними не превышает 0,0005 г/см3 – для прозрачных продуктов; 0,0006 г/см3 – для темных и непрозрачных продуктов. Воспроизводимость. Два результата определений, полученные в двух лабораториях, признаются достоверными с 95%-й вероятностью, если расхождение между ними не превышает 0,0012 г/см3 – для прозрачных продуктов; 0,0015 г/см3 – для темных и непрозрачных продуктов. 2. Определение плотности нефти плотномером ВИП-2М Измерение плотности с помощью ручных ареометров занимает длительное время, сопряжено с большими трудозатратами и имеет невысокую точность измерений – не более 0,001 г/см3 . Более высокой точности и производительности можно достигнуть при использовании автоматических цифровых плотномеров, реализующих, в частности, резонансный принцип определения плотности. Вибрационный плотномер ВИП-2М предназначен для быстрого измерения плотности нефти, нефтепродуктов и других жидкостей, кроме эмульсий и суспензий. Сущность метода заключается в измерении периода собственных колебаний U-образной трубки, заполненной исследуемой жидкостью, и последующего вычисления значения ее плотности. Период колебаний трубки датчика плотномера и плотность исследуемой среды связаны между собой соотношением: =AT2 +B где ρ – плотность исследуемой среды, г/см3 ; T – период колебаний U-образной трубки датчика плотномера, мс; A, B – калибровочные коэффициенты. Для определения значений коэффициентов A и B проводится процедура калибровки по двум веществам известной плотности. В приборе осуществляется автоматическое преобразование полученных результатов в удельный вес. Достоинством прибора разработчики считают наличие режима определения плотности нефтепродуктов в оAPI согласно ГОСТ Р 8.599-2003. Техническая характеристика прибора приведена в табл. 2. Таблица 2Технические характеристики плотномера ВИП-2М  Аппаратура Комплектация вибрационного плотномера ВИП-2М представлена на рис. 4  Рис. 4. Вибрационный плотномер ВИП-2М: 1 – измеритель плотности жидкости вибрационный «ВИП-2М»; 2 – подводка тефлоновая с конусом Люэра; 3 – шприц объемом 5 см 3 ; 4 – микрокомпрессор; 5 – воздуховод для микрокомпрессора; 6 – заглушка с конусом Люэра; 7 – игла для забора пробы; 8 – чашка Петри; 9 – вентилятор Конструктивно плотномер выполнен в виде настольного прибора. Лицевая панель плотномера показана на рис. 5.  Рис. 5. Лицевая панель плотномера: 1 – индикаторное табло; 2 – клавиатура; 3 – выходной патрубок с конусом Люэра; 4 – входной патрубок с конусом Люэра Подготовка к работе Проверить комплектность плотномера, произвести внешний осмотр, убедиться в отсутствии нарушений целостности корпуса и проверить надежность крепления всех разъемов. Один конец тефлоновой трубки из комплекта поставки присоединить к сливному патрубку 3 плотномера (рис. 5), а другой – опустить в емкость для сбора стоков. Подключить плотномер к сети. При этом должно загореться индикаторное табло 1 (рис. 5). Для выхода термостата датчика на установившийся режим прогреть плотномер в течение 30 мин. При выпуске из производства температура термостата плотномера устанавливается равной 20.00 С. Проверить работу системного меню. С помощью системного меню осуществляется управление режимами измерения, температурой термостата датчика и калибровка датчика. Данную операцию можно проводить в процессе прогрева плотномера. Промывка измерительной ячейки датчика Промыть измерительную ячейку двумя моющими жидкостями, одна из которых растворяет и удаляет остатки проанализированной пробы, а другая – обеспечивает устранение первой жидкости. Для этого через входной патрубок 4 (рис. 5) заполнить измерительную ячейку моющей жидкостью, пользуясь шприцом с наконечником Люэра, поршень которого после заполнения кюветы несколько раз переместить туда и обратно. Жидкость слить. К входному патрубку 4 (5) подключить микрокомпрессор и в течение десяти минут пропускать через ячейку сухой воздух. Проверка состояния перед измерением Проверить сохранность настройки плотномера, используя для этого сухой воздух и дегазированную дистиллированную воду. В системном меню плотномера установить: Режим: плотность или отн. плотность*, или нефть по API; Управление: ручной или автомат. К входному патрубку 4 (рис. 5) подключить микрокомпрессор и в течение двух минут пропускать через датчик сухой воздух. Отключить микрокомпрессор и вставить в патрубок заглушку. Дождаться стабилизации температуры датчика. Включить датчик нажатием клавиши ENTER в режиме измерения. Дождаться стабилизации показаний плотности. Полученную на табло величину плотности воздуха сравнить со значениями в табл.3. * – относительная плотность определяется как отношение плотности исследуемой жидкости при данной температуре к плотности воды при данной температуре. Таблица 3 Плотность сухого атмосферного воздуха   Подготовка воды. Свежую воду после двойной перегонки прокипятить в течение нескольких минут с целью удаления растворенного воздуха. Прокипяченную воду залить в чистый стеклянный стакан и закрыть крышкой. Дождаться охлаждения воды примерно до температуры измерения. Выключить датчик клавишей ENTER, т.к. в режиме гармонических колебаний могут образовываться пузырьки. Шприцем ввести воду в измерительную ячейку. Дождаться стабилизации температуры датчика. Включить датчик нажатием клавиши ENTER. Дождаться стабилизации показаний плотности. Полученную на табло величину плотности воды сравнить со значениями в табл.4. Если расхождение сравниваемых величин не превышает предел допускаемой погрешности, то после высушивания измерительной ячейки можно проводить рабочие измерения. Таблица 4 Плотность дистиллированной воды при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. (101,325 кПа), г/см3   Калибровка плотномера Плотномер откалиброван предприятием-изготовителем по плотности воздуха и воды при температуре плюс 20 °C. Если возникает необходимость измерения плотности при температурах, отличающихся от плюс 20 °C, то предусмотрена возможность измерения в диапазоне от плюс 10 до плюс 60 °C, что обеспечивается установкой необходимой температуры термостата датчика. При изменении температуры термостата датчика плотномер подлежит обязательной калибровке по двум веществам известной плотности. Как правило, в качестве таких веществ используются сухой воздух и дегазированная вода. Перед калибровкой следует тщательно вымыть и осушить измерительную ячейку. Калибровка по воздуху. После просушивания датчика вставить во входной патрубок 4 (рис. 6) заглушку.  Рис. 6. Индикаторное табло: 1 – температура датчика плотномера; 2 – значение измеряемой величины; 3 – размерность измеряемой величины; 4 – индикатор выравнивания температур датчика и введенной пробы; 5 – индикатор стабилизации амплитуды колебаний датчика; 6 – индикатор режима управления приводом датчика может принимать следующий вид: х – ручное управление, датчик выключен; – ручное управление, датчик включен; А – автоматическое управление датчиком. Дождаться стабилизации температуры датчика. Включить датчик нажатием клавиши ENTER в режиме измерения (признак включения датчика 6 должен иметь вид ‘•’, как на рис. 6). Дождаться стабилизации показаний плотности воздуха. Войти в меню калибровки. В подменю «Калибровка ВОЗДУХ» ввести значение текущего атмосферного давления, так как это влияет на плотность воздуха, и запустить процедуру калибровки. После ее окончания вернуться в режим измерения. Отличие измеряемого значения плотности воздуха от табличного (табл. 5) не должно превышать предел допускаемой основной погрешности измерения (табл. 2). В противном случае процедуру калибровки следует повторить. Калибровка по воде. После просушивания заполнить измерительную ячейку датчика дегазированной водой. Включить датчик нажатием клавиши ENTER в режиме измерения. Дождаться стабилизации показаний плотности воды. Войти в меню «Калибровки». В подменю «Калибровка ВОДА» запустить процедуру калибровки. После ее окончания вернуться в режим измерения. Отличие измеряемого значения плотности воды от табличного (табл. 4) не должно превышать предел допускаемой основной погрешности измерения (табл. 2). В противном случае процедуру калибровки следует повторить. Проведение измерения Проба должна находиться в однородном состоянии, быть свободной от газовых пузырьков. Если дегазировать образец невозможно, то пробу следует вводить после нагрева до температуры выше температуры датчика. Предварительное термостатирование образца при температуре датчика сокращает время измерения. Если датчик плотномера находится в режиме гармонических колебаний, измерительную ячейку не следует заполнять пробой, так как при этом в загружаемой жидкости могут образоваться пузырьки. Необходимо предварительно выключать датчик. Для ввода пробы в плотномер после присоединения шприца к входному патрубку 4 (рис. 1.5) необходимо медленно, без остановок перемещать поршень, осуществляя заполнение измерительной ячейки до момента появления жидкости на выходе второго патрубка 3. Для полной загрузки ячейки требуется примерно 1,5 мл пробы. После заполнения датчика, во избежание утечки пробы, шприц оставить в положении загрузки. При исследовании проб с различными свойствами ячейку следует промывать и высушивать после каждого измерения. В процессе работы с веществами, характеризующимися однотипными свойствами, достаточно вытеснить измеренную пробу значительным количеством (10 мл и более) новой пробы. Не следует оставлять пробу в ячейке на большее время, чем это требуется для измерени После проведения измерений пробу нужно заменить соответствующим растворителем, а затем как можно быстрее провести промывку и чистку измерительной ячейки. Измерение в автоматическом режиме При проведении рутинных измерений удобно использовать автоматический режим управления измерением. Для переключения плотномера в автоматический режим следует в системном меню установить управление – автомат. В этом режиме плотномер будет последовательно выполнять следующие действия: 1. Вывод термостата на режим после включения прибора, изменения установки температуры или промывки датчика. На индикаторное табло выводится надпись «Вывод термостата датчика на режим». Этап заканчивается при достижении термостатом заданной температуры. 2. Фиксация ввода пробы по изменению температуры измерительной ячейки. Ввод пробы осуществляется после вывода на индикаторное табло надписи «ГОТОВ. ВВЕДИТЕ ПРОБУ». Если плотномер, по каким либо причинам не зафиксировал ввод пробы, следует выполнить эту процедуру принудительно нажатием клавиши ENTER. 3. Стабилизация температуры измерительной ячейки. На индикаторное табло выводится надпись «Проба введена, стабилизация температуры». Этап заканчивается при достижении ячейкой температуры термостата. 4. Собственно измерение. На этом этапе включается датчик, стабилизируются его колебания. На индикаторное табло выводится надпись «Идет измерение…». Этап заканчивается при стабилизации показаний плотности. 5. Фиксация показаний. Датчик выключается, подается звуковой сигнал и на индикаторное табло выводится результат измерения. На этом цикл измерения заканчивается. 6. Переход к следующему этапу сопровождается коротким звуковым сигналом. Принудительный переход к следующему этапу осуществляется нажатием клавиши ENTER. Клавиша ESC позволяет возвратиться к первому этапу и повторить процедуру измерения. 3 Задачи |