Сбор и подготовка. Сбор_подготовка_1в. Контрольная работа по дисциплине Сбор и подготовка скважинной продукции на промыслах вариант 01 Выполнил фио

• Название: Контрольная работа по дисциплине Сбор и подготовка скважинной продукции на промыслах вариант 01 Выполнил фио
• Анкор: Сбор и подготовка
• Дата: 19.02.2022
• Размер: 49.78 Kb.
• Имя файла: Сбор_подготовка_1в.docx
• Тип: Контрольная работа; #367243

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Сахалинский государственный университет»

Технический нефтегазовый институт

Кафедра геологии и нефтегазового дела

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Сбор и подготовка скважинной продукции на промыслах»
вариант № 01

Выполнил:

ФИО

Студент ___ курса, группы ____

Заочной формы обучения

№ зачетной книжки ХХ-ХХХ

Подпись_________________

Дата_____________________

Проверил:

Старший преподаватель кафедры геологии и нефтегазового дела

Сторожева Мария Евгеньевна

Оценка:_________________

Подпись_________________

Дата_____________________


Южно-Сахалинск 2022

СОДЕРЖАНИЕ

Задача №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.

Дано: ρ_в = 1086 кг/м³; ρ_н = 840 кг/м³; g_о = 45%;

Найти: ρ_э =?;

Решение [1]:

Плотность эмульсии определяется по формуле:



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

ρ_в=1228 кг/м³ Х=12 %

Рассчитываем содержание воды и растворенных солей в эмульсии:





Плотность эмульсии:




Задача №2
При прохождении нефтегазовой смеси через штуцер в сепараторе образуются капли нефти диаметром 30 мкм. Смесь находится под давлением 2 МПа при 293 К. Найти скорость осаждения капель нефти и определить пропускную способность вертикального гравитационного сепаратора по газу, если его диаметр 0,9м, ρ_н = 800 кг/м³ ρ_г = 1,21 кг/м³, Z = 1, μ_г = 1,2 Па*с (вязкость газа в рабочих условиях).

Дано: D = 0,9 м, P = 2 МПа, T = 293 К, Z = 1, d = 30 мкм, ρ_н = 800 кг/м³, ρ_г = 1,21 кг/м³,

μ_г = 1,2 Па*с

Найти: W_н =?, V =?

Решение [3]:

1. Определим плотность газа в условиях сепаратора:



2. Рассчитаем скорость осаждения капли нефти заданного диаметра:



3.Чтобы рассчитать пропускную способность сепаратора по газу необходимо знать скорость газа. Поскольку должно выполняться условие W_н = 1.2٠W_г, чтобы происходило осаждение капель нефти, отсюда



4. Пропускная способность по газу:



Задача №3
При перекачке нефти вязкости n=0,0520٠10^-4 м²/с с расходом Q=8,45 дм³/с по трубопроводу внутренним диаметром d=117 мм и абсолютной эквивалентной шероховатости D=0,010 мм постепенно на его стенках образовался слой парафина толщиной d=6 мм.

Рассчитайте во сколько раз изменятся потери напора на трение?

Решение [4]:

Диаметр запарафиненного трубопровода:

d₂=d₁-2٠δ

d₂=0,117-2٠0,006=0,105 м

Скорость потока жидкости в трубопроводе без отложений:





Скорость потока в запарфиненном трубопроводе:





Вычисляем число Рейнольдса:







Режим течения турбулентный. Вычисляем зоны режима:

Зона Блазиуса:











Следовательно,






Задача №4
Рассчитать суммарные напряжения, возникающие в трубопроводе, по двум методикам и определить расчетную методику. Исходные данные для расчета следующие: максимальное рабочее давление р=2,5МПа; средний диаметр трубопровода D=0,25м; δ=4,5мм; модуль упругости металла Е=2,1*10⁵ МПа; радиус изгиба трубопровода R=100м; коэффициент линейного расширения α=1,2*10^-6(град)^-1; температурный перепад, принимаемый положительным числом при нагревании ∆t=20⁰С.

Решение [5].



Для трубопровода, изготовленного из материала сталь 10, допускаемые напряжения:



Как видим, оно меньше, чем напряжение в трубопроводе. Следовательно, надо уменьшить суммарное напряжение. Это лучше сделать за счет увеличения радиуса изгиба трубопровода. Приняв R=1000 м вместо R=100 м, имеем:



Проводим расчет по другой методике:





Дают сумму:



При этом:





Поскольку напряжение по 2 методике получается больше, чем по первой, расчет следует вести по второй методике, т.е. с учетом возникновения тангенциального и изгибающего напряжений.

Задача №5
Определить длину теплообменника для нагревания G₁ = 15000 кг/ч раствора от температуры t'₁= 15⁰С до t''₁ = 90⁰C. Удельная теплоемкость раствора с_р = 4050 Дж/(кг٠⁰С). Для нагревания используется G₂ = 34 000 кг/ч парового конденсата при температуре t'₂= 120⁰С. Теплообменник имеет 109 труб диаметром 25 х 2 мм. В межтрубном пространстве установлены перегородки. Коэффициенты теплоотдачи: для раствора, движущегося по трубкам, α₁= 520 Вт/(м2٠°С), для конденсата, движущегося в межтрубном пространстве, α₂= 2300 Вт/(м2٠°С); теплопроводность стенки труб λ_ст = 45 Вт/(м *°С), толщина слоя отложений на стенках труб δ_отл = 0,4 мм, а их теплопроводность λ_отл = 1,5 Вт/(м٠°С).

Решение [2]:

Количество теплоты, передаваемое в единицу времени:



Конечную температуру греющего агента определяют из уравнения:



Откуда



Так как конечная температура греющего агента меньше конечной температуры нагреваемой жидкости, должен быть предусмотрен противоток.

Изменение температуры:






Средний температурный напор:



Длина тепоообменника:


Задача №6
Определить производительность горизонтального сепаратора по газу, если его диаметр равен 0,9 м, длина 4,5 м. Расстояние от верхней образующей до уровня нефти 0,45 м. Рабочее давление 10 кгс/см², температура 300 К. Капельки нефти, оседающие в потоке газа, имеют диаметр 25 мкм, относительная плотность газа по воздуху ρ' = 0,95, вязкость газа 0,000011 Па*с, Z = 0,95; плотность нефти 780 кг/м³, плотность воздуха (при Н.У.) 1,205 кг/м³.

Дано: D = 0,9 м, Р = 10 кгс/см², l = 4,5 м, ρ_н = 780 кг/м³, T = 300 К, ρ_в = 1,205 кг/м³h = 0,45 м, d_н = 25 мкм, Z = 0,95, ρ' = 0,95, μ_г = 0,000011 Па*с;

Найти: V =?

Решение [1]:

1. Определим плотность газа при С.У.:

ρ_о = ρ'٠ρ_в = 0.95٠1.205 = 1.145 кг/м³

2. Определим плотность газа в рабочих условиях:

ρ_г = = =1.10 кг/м³

3. Определим производительность:

V = = 12703.71 м³/сут

Задача №7
Температура попутной воды в технологическом процессе последовательно принимает значения 0, 15, 25, 33 и 45 ^оС, а солесодержание ее равно 200 г/л. Определить изменение плотности и вязкости минерализованной воды в технологическом процессе.

Дано: S = 200 г/л; t = 0, 15, 25, 33, 45 ^оС

Найти: ρ_вп(t) =?, μ_вп(t) =?

Решение [5]:

ρ_вп = ρ_в + 0.7647·S

при 20 ^оС ρ_вп = 998.3 + 0.7647 * 200 = 1151 кг/л

при 0 ^оС ρ_вп(0) = 1151 - 0.0714(0 - 20) = 1152 кг/л

Рассчитываем параметр ∆ρ1

∆ρ1(t) = 0.793·(146.8 - t)

∆ρ1(0) = 0.793·(146.8 - 0) = 116.4 кг/м³

∆ρ = ρ_вп - 998.3

∆ρ = 1151 - 998.3 = 152.7 кг/м³

Так как 152.6 > 116.4 μ_вп = μ_в(t)·10^у у=10^-3·А (ρ)

A(ρ) = 2.096·(∆ρ - 0.5787 * ∆ρ1)

A(ρ) = 2.096 ·(152.7 - 0.5787 * 116.4) = 178.87

μ_в(0) = 1353·(0 + 50) ^{- 1.6928} = 1.8 мПа·с

μ_вп(0) = 1.8·10 ^{(178.87 * 10 )} = 2.72 мПа·с

Результаты аналогичных расчетов для других заданных температур помещены в таблицу 1.1.

Таблица 1.1

t оС	ρвп кг/м3	∆ρ1 кг/м3	μв(t) мПа*с	А(ρ) мПа*с	μвп(t) мПа*с
0	1152	116,4	1,8	178,87	2,72
15	1151	104,5	1,15	193,31	1,79

Продолжение таблицы 1.1

25	1150	96,6	0,91	193,91	1,42
33	1150	90,2	0,76	190,62	1,18
45	1149	80,7	0,61	199,1	0,96

Из результатов следует, что вязкость уменьшилась почти в 3 раза, а плотность - на 3 кг/м³ при изменении температуры от 0 до 45 ^оС.


Задача №8
На нефтепроводе диаметром D=500 мм, перекачивающем 70,0т/ч нефти с плотностью ρ = 820 кг/м³ и вязкостью ν=0,40 см²/с, имеется сдвоенный участок из труб с внутренним диаметром D₂ = 300 мм и D₁ = 500 мм одинаковой длины. Определить расходы и гидравлический уклон на сдвоенном участке.

Решение [1]:

Объемный расход нефти в трубопроводе:



Вычисляем число Рейнольдса:



Предполагая режим на сдвоенном участке ламинарным, определяется расход:



И по параллельной трубе диаметром D₁:

G₁=G_Т-G₂=23,7٠10^-3-20,92٠10^-3=2,78٠10^-3 м³/с

Гидравлический уклон в трубопроводе:



Гидравлический уклон на сдвоенном участке:



Проверка принятого режима на сдвоенном участке:





Режим выбран правильно.

Задача №9
Рассчитать количество ингибиторов для следующих условий движения газа по газопроводу: начальные давление газа в газопроводе 0,981 МПа (10кгс/см²) и температура +25 ^оС, конечные давление 0,1962 МПа (2 кгс/см²) и температура 0 ^оС; количество газа, транспортируемого по газопроводу, равно 900 тыс. м³/сут. Относительная плотность газа по воздуху 0,7.

Дано: P_н = 0,981 МПа; t_н = 25 ^оС; P_к = 0,1962 МПа; t_к = 0 ^оС; G = 900 тыс. м³/сут; Δ = 0,7;

Найти: суточный расход диэтиленгликоля (ДЭГ) q_cут =?

Решение [5]:

Определяетсянеобходимый расход ингибитора по следующей формуле:

q = ( W₁- W₂ )·C₂ / ( C₁ - C₂ ),               кг/1000м³

где: W₁ ,W_{2 –} содержание влаги в газе до и после ввода ингибитора, кг/1000м³ газа;

C₁ ,C₂ – массовая концентрация свежего и отработанного ингибитора, %.

Согласно номограмме (Приложение №1), количество влаги в начале газопровода W₁ =2,2 кг на   1000 м³ газа, количество влаги в конце газопровода W₂ =2,0 кг на 1000 м³ газа.

Определяется количество воды, конденсирующейся на каждых 1000 м³ газа:

W =W₁ - W₂ = 2,2 - 2,0 = 0,2 кг

Определяется из графика температуру начала образования гидратов. Для данного случая она будет Т_г= +3,5^оС.

Определяется величина понижения равновесной температуры t для расхода хлористого кальция по формуле:

∆t = Т_г–Т_к = 3,5 - 0 = 3,5^оС

Определяется концентрация отработанного раствора хлористого кальция С₂, по графику находим что для t = 3,5 ^оС она будет равна 10% масс.

Определяется удельный расход 30%-ного раствора хлористого кальция:

q = 0,2·10 / ( 30 – 10 ) = 0,2       кг /1000 м³

Определяется суточный расход:

q_сут= 0,2·900 = 180 кг

Определим количество диэтиленгликоля, которое следует ввести в поток газа для предотвращения образования гидратов при условиях, рассмотренных выше. Начальная концентрация ингибитора С₁= 80%.

Определяется по графику для t = 3,5 ^оС концентрация отработанного ингибитора С₂= 12,5% , которую необходимо поддерживать для указанной величины снижения температуры начала образования гидратов.

Определяется удельный расход ингибитора (диэтиленгликоля):

q = 0,2·12,5 / ( 80 – 12,5 ) = 0,39 кг /1000 м³

Суточный расход ингибитора составит:

q_сут= 0,39·900 = 35,1 кг
Задача №10
Определить плотность природного газа при нормальных условиях для следующих данных по составу и объемному содержанию его компонентов, % по объему: метан- 93, этан – 4, пропан – 1, бутан – 0,6 , пентан- 0,2, углекислый газ – 0,2, азот – 1.

Решение [1]:

По справочным данным определим плотность входящих в смесь газовых компонентов при нормальных условиях, кг/м³: метан-0,668, этан-1,263, пропан-1,872, бутан-2,519, пентан-3,221, углекислый газ-1,842, азот-1,166. Рассчитаем плотность газовой смеси

ρ_н.см=(1/100) (93∙0,668 + 4∙1,263 + 1∙1,872 + 0,6∙2,519 + 0,2∙3,221 + 0,2∙1,842 + +1∙1,166)=0,727 кг/м³


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. 
   Дунюшкин И. И. Сбор и подготовка скважинной продукции нефтяных месторождений //М.: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. ИМ Губкина. – 2006.
   
2. 
   Земенков Ю. Д. Техника и технологии сбора и подготовки нефти и газа: учебник для вузов //Тюмень: Издательство Тюменского гос. ун-та. – 2015.
   
3. 
   Лутошкин Г. С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды: Учебник для вузов.–Стереотипное издание. Перепечатка со второго издания 1979г //М.: Альянс. – 2014.
   
4. 
   Махмудов Н. Н. и др. Технология сбора и подготовки нефти, газа и воды на промыслах //Учебник. Т.: ТашГТУ. – 2015.
   
5. 
   Шафиев Р. У. и др. Технология сбора и подготовки нефти, газа и воды на промыслах. – 2016.