Практическая работа №1 РиЭГиГКМ. Практическая работа 1 Тема Расчетные методы определения состава и физических свойств газа

• Название: Практическая работа 1 Тема Расчетные методы определения состава и физических свойств газа
• Дата: 06.02.2022
• Размер: 101 Kb.
• Имя файла: Практическая работа №1 РиЭГиГКМ.doc
• Тип: Практическая работа; #353094

Дисциплина «Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений»

Практическая работа №1

Тема: Расчетные методы
определения состава и физических свойств
газа

Цель: изучить основные методы расчета состава и определения свойств газа.

Методические указания: используя основные теоретические положения по данной теме, необходимо решить соответствующие практические задания.

Используемые методы анализа нефти и газа можно разделить на следующие группы:

физические – определение плотности, вязкости, температуры плавления и кипения, теплоты сгорания, молекулярной массы и др.;

физико-химические – хроматография, спектроскопия, колориметрия и др.;

химические – использующие традиционные приемы аналитической химии.

Процессы эксплуатации газовых скважин, сбора и подготовки газа на промысле и его транспортировки по магистральным трубопроводам требуют выполнения расчетов физических свойств, существенно зависящих от термобарических условий, в которых они находятся.

1.1Компонентный состав смеси

В практических расчетах состав многокомпонентной смеси выражается в долях или процентах. Соотношение между долями и процентами – 1:100.

Массовая доля ( ) компонента представляет собой отношение его массы m_iк массе смеси (m):

, значит m_i=m;

.

Объемная доля компонента – это отношение его объема v_i к объему всей смеси (v):

;

.

Для пересчета объемного состава в массовый и обратно, необходимо знать плотность каждого компонента:

;

.
Для жидкой смеси прямой пересчет объемных долей в мольные достаточно сложен, поэтому предпочтительно его проводить с помощью массовых долей. Для газовой смеси состав, выраженный объемными и массовыми долями, одинаков.

Практическое задание 1.1. Газовая смесь получена из 95 м³ пропана и 23 м³ этана. Плотность пропана и этана равна 2,0037 кг/м³ и 1,3560 кг/м³ соответственно. Выразить состав газовой смеси в объемных и массовых долях.
1.2 Расчет относительной плотности газа

Коммерческие расчеты в газовой промышленности проводят при стандартных условиях (Р_ст=0,1013 МПа, Т_ст=293 К). В некоторых странах, в т. ч. в США, Т_ст принята равной 288 К (15°С).

Плотность газа r₀ в нормальных физических условиях (Р₀ = 0,1013 МПа и Т₀=273 К) можно определить по формуле:
,

где М - молекулярная масса.

Если задана плотность газа при нормальных условиях (н.у.), можно определить относительную плотность газа - как отношение плотности газа к плотности воздуха (плотность воздуха при н.у. равна 1,293 кг/м³):
.

Природные газы представляют собой смесь компонентов, поэтому если известен молярный состав смеси в процентах, то среднюю молекулярную массу вычисляют по формуле:

где у₁, у₂,…,у_n-молярные (объемные) доли компонентов, %;

- М₁, М₂,…, М_n-молекулярные массы компонентов.

Плотность природного газа при заданном давлении и температуре определяется по формуле: ,

где r₀ - плотность газа при нормальных условиях – н.у. (Р₀=0,1013 МПа; Т₀=273 К);

- z₀, z-коэффициенты сверхсжимаемости при н.у. и при заданных условиях.

Коэффициент сверхсжимаемости характеризует отклонение реального газа от законов идеального газа. При н.у. z₀ 1.

Практическое задание 1.2. В результате однократного разгазирования пластовой нефти и хроматографического исследования выделившегося нефтяного газа, установлен его состав (в % по объему) (табл.№1).

Экспериментальное значение плотности выделившегося газа определено при стандартных условиях.

Рассчитайте плотность и относительную плотность полученного нефтяного газа и вычислите погрешность расчетного определения плотности газа. При расчете плотности необходимо обратить внимание на условия (стандартные и нормальные).
Таблица №1 – Состав нефтяного газа

Номер варианта	СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	С5Н12+высшие	СО2	Н2S	N2	ρгст ,кг/м3 Экспер. значение
1(Березовское)	95,1	1,1	0,3	0,07	0,03	0, 4	-	3,0	0,68
2	35,0	20,7	19,9	9,8	5,8	0,4	-	8,4	1,253
3	30,1	20,2	23,6	10,6	4,8	1, 5	2,4	6,8	1,198
4(Ишимбайское)	42,4	12,0	20,5	7,2	3,1	1,0	2,8	11,0	1,151
5(Ромашкинское)	38,8	19,1	17,8	8,0	6,8	1,5	-	8,0	1,155
6(Самотлор)	53,4	7,2	15,1	8,3	6,3	0,1	-	9,6	1,078
7(Узень)	50,2	20,2	16,8	7,7	3,0	-	-	2,3	1,045
8(Жетыбай)	63,9	16,2	8,1	5,1	5,1	0,4	1,5	-	0,967
9(Уренгой)	97,84	0,1	0,03	0,02	0,01	0,3	3,2	1,8	0,66

Рекомендуемая литература: Осн: 1[16-19]. Доп.:13-14.

Контрольные вопросы:

1.Как рассчитать объемную и массовую долю компонентов газовой смеси?

2. Дайте определения понятий «плотность» и «относительная плотность газа».

3.Какие методы используются для определения плотности газа?

4.Что принимают в качестве стандартного вещества при определении относительной плотности газа?

5.Как определить относительную плотность газа? С какой целью рассчитывают этот параметр?

6. Что такое «нормальные и стандартные условия»?

7. Как рассчитать молекулярную массу газа, состоящего из смеси различных компонентов?