контрольная работа по Расчет физических свойств нефти, воды и газа Определение физических свойств природного газа. Контрольная Исследование Вариант 3 (1). Расчет физических свойств нефти, воды и газа Определение физических свойств природного газа
 Скачать 4.28 Mb.
|
|
Расчет физических свойств нефти, воды и газа Определение физических свойств природного газа Определение физических свойств природного газа Ι. По известному компонентному составу нефтяного газа (таблица 1.1), давлению и температуре пласта определить  .Газ – природная смесь углеводородных и неуглеводородных соединений и элементов, находящихся в пластовых условиях в газообразной фазе, либо в растворенном виде в нефти или воде, а в атмосферном условиях - только в газообразном виде. Таблица 1.1 – Компонентный состав нефтяного газа
Решение: 1. Вычислить плотность газа: Плотность — это масса газа в единице объема газа. Размерность плотности в системе СИ – кг/м3. Плотность газа определенного состава определяется как сумма произведений плотности отдельных компонентов на их объемное содержание:  2. Вычислить среднюю молекулярную массу: Молекулярная масса определяется как сумма произведений молекулярной массы отдельных компонентов на их объемное содержание. Размерность молекулярной массы в системе СИ – кг/моль  3. Вычислить критическое давление: Критическое давление (  ) – давление, соответствующее критической точке, выше которой в однокомпонентной системе жидкая и газовая фаза вещества не могут равновесно существовать. Размерность критического давления в системе СИ – кг/см2. Критическое давление газа определяется как сумма произведений критических давлений отдельных компонентов на их объемное содержание: 4. Вычислить критическую температуру: Критическая температура (  ) – температура, выше которой газ не может быть превращен в жидкость, ни при каком давлении. Размерность критической температуры в системе СИ – К. Критическая температура газа определяется как сумма произведений критических температур отдельных компонентов на их объемное содержание: 5. Вычислить относительную плотность газа по воздуху: Относительная плотность газа - отношение масс равных объемов сухого газа и сухого воздуха при одинаковых условиях по температуре и давлению.  где:  6. Определить псевдокритическое давление и температуру Псевдокритическое давление и температура – это расчетные и для смеси газов. Для определения псевдокритического давления и температуры можно воспользоваться графиком (рисунок 1.1). Рисунок 1.1 – Зависимость псевдокритического давления  и псевдокритической температуры  от относительной плотности газа по воздуху   7. Вычислить приведенные параметры: Приведенными параметрами называются отношения соответствующих параметров к их критическим значениям (таблица 1.2):   Критические и приведенные параметры позволяют использовать принцип соответственных состояний для определения коэффициента сверхсжимаемости z, вязкости и некоторых других характеристик газа. 8. Определить коэффициент сверхсжимаемости: Коэффициент сверхсжимаемости (Z) – отношение объемов равного числа молей реального и идеального газов при одних и тех же термобарических условиях. Основной диапазон изменения Z: 0,8-1,2. Z – мера отклонения реального газа от идеального. Для определения коэффициента сверхсжимаемости можно воспользоваться графиком (рисунок 1.2).  Рисунок 1.2 – Зависимость коэффициента сверхсжимаемости природного газа Z от приведенных абсолютных давлений  и температуры   9. Вычислить плотность газа в зависимости от давления, температуры и коэффициента сверхсжимаемости:  10. Определить вязкость газа: Вязкостью газа (  ) – свойство газа оказывать сопротивление при перемещении одних частиц относительно других. Размерность вязкости газа в системе СИ – мПа·с.Для определения вязкости газа можно воспользоваться графиками (рисунки 1.3-1.4).   Рисунок 1.3 – Зависимость вязкости углеводородных газов от относительной плотности газа по воздуху   Рисунок 1.4 – Зависимость отношения вязкостей от приведенного давления при различных приведенных температурах  Расчет физических свойств пластовой нефти II. При известном компонентном составе нефти (таблица 1.3) вычислить плотность  , сжимаемость  , объемный коэффициент нефтегазовой смеси b.Нефть – природная смесь, состоящая преимущественно из углеводородных соединений метановой, нафтеновой и ароматической групп, которая в пластовых и стандартных условиях находится в жидкой фазе.  ; ;  Решение 1. Вычислить плотность пластовой нефти: Плотность пластовой нефти (  ) равна массе нефти, содержащейся в единице объема при пластовых условиях, определяется по глубинным пробам нефти в лабораторных условиях. Пластовая нефть кроме жидкой фазы содержит в себе и газовую фазу. В этом смысле пластовая нефть есть газонасыщенная пластовая жидкость. Зная состав пластовой нефти и газонасыщенность, плотность пластовой нефти можно определить с помощью аналитической формулы где:  – плотность разгазированной нефти в стандартных условиях, кг/м3; – плотность газа стандартного разгазирования газонасыщенной нефти, кг/м3; – газонасыщенность м3/м3.2. Вычислить коэффициент сжимаемости нефти: Коэффициент сжимаемости нефти (  ) – показатель изменения единицы объема пластовой нефти при изменении давления на 0,1 МПа. Размерность коэффициента сжимаемости нефти в системе СИ – 1/МПа. где:  – масса нефти.3. Вычислить объемный коэффициент нефти: Объемный коэффициент пластовой нефти характеризует изменение объема жидкой фазы при изменении термодинамических условий. Величина объемного коэффициента  показывает кратность уменьшения объема, занимаемого нефтью в пласте  , по сравнению с объемом жидкой фазы  нефтегазовой системы при заданных давлении и температуре V (P, T): где: – плотность выделившегося газа в стандартных условиях, кг/м3; – плотность газонасыщенной нефти в пластовых условиях, кг/м3; – плотность нефти при заданных давлении и температуре, кг/м3; – газонасыщенность м3/м3.Расчет физических свойств пластовой воды Дано: в таблице 1.4 1. Вычислить коэффициент сжимаемости пластовой воды: Сжимаемость воды (  ) – это обратимое изменение объема воды в пластовых условиях под действием давления. Коэффициент сжимаемости воды изменяется в пластовых условиях в пределах   где:  – коэффициент сжимаемости чистой негазированной воды, 1/МПа·10-4;К – коэффициента Сеченова;  – коэффициент растворимости естественного газа в чистой воде, м3/м3;C – массовая концентрация солей, %. Определяем коэффициент сжимаемости чистой негазированной воды по графику (рисунок 1.5) в зависимости от давления и температуры;Определяем коэффициент растворимости естественного газа в чистой воде по графику (рисунок 1.6) в зависимости от давления и температуры;Определяем коэффициент Сеченова – К по графику (рисунок 1.7) в зависимости от температуры.  Рисунок 1.5 – Кривые изменения коэффициента сжимаемости чистой негазированной воды в зависимости от давления и температуры  Рисунок 1.6 – Кривые изменения коэффициента растворимости естественного газа в чистой воде в зависимости от давления и температуры  Рисунок 1.7 – График зависимости коэффициента Сеченова К от температуры Т  2. Вычислить плотность пластовой воды по формуле: Плотность пластовой воды, есть функция давления P, температуры T, концентрации растворенных солей C, и газонасыщенности. При известном коэффициенте сжимаемости газонасыщенной воды плотность пластовой воды рассчитывается по формуле:  где:  – плотность воды в стандартных условиях, кг/м3; – термический коэффициент объемного расширения воды, равный  ; – коэффициент сжимаемости газонасыщенной пластовой воды, 1/МПа; – газосодержание воды, м3/м3;Плотность пластовой воды в стандартных условиях вычисляется по формуле:  где: С – массовая концентрация солей, %. 3. Вычислить объемный коэффициент пластовой воды: При известном значении коэффициента сжимаемости газонасыщенной воды объемный коэффициент пластовой воды рассчитывается по формуле: 4. Вычислить вязкость пластовой воды Вязкость пластовой воды  есть функция температуры и концентрации солей. Влияние давления незначительно. Вязкость пластовой воды в диапазоне температур от 20 до 100 С при концентрации солей не выше 6% рассчитывается по формуле: 5. Для других условий вязкость пластовой воды может быть определена по графической зависимости, рисунок 1.8.  Рисунок 1.8 – Графики изменения вязкости воды в зависимости от температуры и концентрации солей NaCl Определение коэффициента упругоемкости пласта Примем, что  1) Вычислить сжимаемость скелета пласта:  где m – пористость пласта. 2) Вычислить коэффициент упругоемкости пласта: Коэффициент упругоемкости пласта  характеризует упругие свойства скелета и насыщающей его пластовой жидкости. где – сжимаемость воды,  ;  – сжимаемость скелета пласта, 1/МПа. где  – насыщенность пор связанной водой, в долях от объема пор;  – водонасыщенность пласта, в долях. |