ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.02.2024
Просмотров: 93
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
Лекция 2. Обзор основных свойств флюидов
2.1.1 Основные элементы и соединения
Абсолютная пористость обычно математически выражается следующими соотношениями:
• Площадь резервуара = 640 акров
• Эффективная пористость = 15%
Рассчитайте начальный объём нефти в STB ?
Initial oil in place = PV(1-So)/Bo
Остаточная нефтенасыщенность, Sor
Диаграмма отношения- Давления- Температура
Эти многокомпонентные диаграммы давления-температуры в основном используются для:
Лекция 2. Обзор основных свойств флюидов
Содержание
2.1 Обзор
- 2.1.1 Основные элементы
2.1.2 Физические свойства
2.1.3 Фазовое поведение
2.2 Модель «черной» нефти
2.2.1 Нефтяные свойства и особенности
2.2.2 Нефтяные свойства и особенности
2.2.3 Нефтяные свойства и особенности
2.3 Композиционная модель
2.1.1 Основные элементы и соединения
2.1.1 Основные соединения
Name | Compound | MW* | Critical temperature | Critical pressure | ||
Tc (°R) | Tc (K) | Pc (psia) | Pc (Mpa) | |||
Methane | C1 | 16.043 | 343.2 | 190.67 | 673.1 | 4.641 |
Ethane | C2 | 30.070 | 549.9 | 305.50 | 708.3 | 4.884 |
Propane | C3 | 44.097 | 666.0 | 370.00 | 617.4 | 4.257 |
i-Butane | iC4 | 58.124 | 734.6 | 408.11 | 529.1 | 3.648 |
n-Butane | nC4 | 58.124 | 765.7 | 425.39 | 550.1 | 3.793 |
i-Pentane | iC5 | 72.151 | 829.6 | 460.89 | 483.5 | 3.334 |
n-Pentane | nC5 | 72.151 | 846.2 | 470.11 | 489.8 | 3.377 |
Hexane | nC6 | 86.178 | 914.2 | 507.89 | 440.1 | 3.034 |
Heptane | nC7 | 100.205 | 972.4 | 540.22 | 395.9 | 2.730 |
Octane | nC8 | 114.232 | 1024.9 | 569.39 | 362.2 | 2.497 |
Nonane | nC9 | 128.259 | 1073.0 | 596.11 | 334.0 | 2.303 |
Decane | nC10 | 142.286 | 1115.0 | 619.44 | 312.0 | 2.151 |
Carbon dioxide | CO2 | 44.01 | 547.5 | 304.17 | 1070.2 | 7.379 |
Helium | He | 4.003 | 9.5 | 5.28 | 33.2 | 0.229 |
Hydrogen | H | 2.016 | 59.8 | 33.22 | 189.0 | 1.303 |
Hydrogen sulfide | H2S | 34.08 | 672.4 | 373.56 | 1306.5 | 9.008 |
Nitrogen | N2 | 28.02 | 227.0 | 126.11 | 492.2 | 3.394 |
Oxygen | O2 | 32 | 278.6 | 154.78 | 736.9 | 5.081 |
Water | H2O | 18.02 | 1165.2 | 647.33 | 3209.5 | 22.129 |
Source: Ken Arnold & Maurice Stewart. 2008. Surface Production Operations. Volume One. Design of Oil Handling Systems and Facilities. Elsevier Inc. ISBN: 978-0-7506-7853-7
Hydrocarbon
Non-Hydrocarbon
2.1.2 Физические свойства
2.1.2 Физикалық қасиеттері
Молекулярлық салмақ және салыстырмалы молекулярлық салмақ
Газдың меншікті салмағы, Z-фактор, және тығыздығы
Сұйықтың тығыздығы және меншікті (үлестік) салмағы
Тұтқырлығы
2.1.2 Физикалық қасиеттері
Молекулалық салмақ және салыстырмалы молекулалық салмақ, молдер саны, n:
- Салыстырмалы молекулалық салмақ
мұндағы:
m: салмақ, lb
M: молекулярлық салмақ, lb/lb-mol
Мұндағы:
MW: қоспаның салыстырмалы молекулярлық салмағы, lb/lb-mol
(MW)i: iші компоненттің молекулярлық салмағы, lb/lb-mol
yi: iші компоненттің молекулярлық үлесі, -
2.1.2 Физикалық қасиеттері
Газдың меншікті салмағы, Z-фактор, және тығыздығы
- Газдың меншікті салмағы γg:
- Стандартты жағдайдағы газдың салыстырмалы молекулярлық массасының ауа салмағына қатынасы ретінде анықталады
MWg: газдың молекулярлық салмағы
MWair: ауаның молекулярлық салмағы, 28.96 lb/lb-mol
2.1.2 Физикалық қасиеттері
Газдың меншікті (үлестік) салмағы, Z-фактор және тығыздығы
- Нақты газдың ауытқу коэффициенті, Z
- Сондай-ақ сығылу коэффициенті немесе "Z-фактор" деп аталады»
Газ тығыздығын есептеу кезінде маңызды
Қысым, температура және нақты газ құрамының функциясы
Газдың нақты көлемінің газдың идеалды көлеміне қатынасымен анықталады
2.1.2 Физикалық қасиеті
Газдың меншікті (үлестік) салмағы, Z-фактор және тығыздығы
- Нақты газдың ауытқу коэффициенті, Z
- Идеалды газ
- Молекулалардың көлемі сыйымдылықтың жалпы көлемімен салыстырғанда шамалы.
Молекулалары арасында өзара тартылу немесе итеру (тебу) күші жоқ
Молекулалары кездейсоқ соқтығысады және бұл молекулааралық қақтығыстар серпімді болады
Идеалды газ заңы:
Where:
p = абсолютное давление, psia
Videal = объём газа, ft3
n = число молей газа (m/MW)
R = универсальная газовая постоянная (10.73 psia-ft3/lbmol-°R or 8314.3 Pa-m3/kgmol-°K)
T = абсолютная температура, °R
2.1.2 Физические свойства
Удельный вес газа, Z-фактор, и плотность
- Коэффициент отклонения реального газа, Z
- Реальный газ
- Углеводород или природные газы не являются чистыми или однокомпонентными газами. Они представляют собой смеси многокомпонентных газов и называются «реальными газами».
Базовые предположения об идеальном газе действительны только при стандартных условиях, но не при повышенных условиях давления и температуры.
На основе эмпирических исследований уравнение состояния модифицируется для реальных газов, чтобы использовать Z-фактор, определяемый как:
2.1.2 Физические свойства
Удельный вес газа, Z-фактор, и плотность
- Коэффициент отклонения реального газа, Z
- Standing and Katz (1942)
- Z-фактор зависит не от величины давления и температуры, но от их значений относительно критического давления и температуры или пониженных давления и температуры
Псевдо-пониженное давление и температура, Ppr и Tpr
Standing and Katz Chart
based on hydrocarbon gases with molecular weights less than 40.
Correction is needed if nonhydrocarbon above 5%.
Source: Ken Arnold & Maurice Stewart. 2008. Surface Production Operations. Volume One. Design of Oil Handling Systems and Facilities. Elsevier Inc. ISBN: 978-0-7506-7853-7. Courtesy of GPSA Engineering Data Book.
2.1.2 Физические свойства
Удельный вес газа, Z-фактор, и плотность
- Коэффициент отклонения реального газа, Z
- Псевдо критическое давление и температура
- Каждый компонент имеет свое собственное критическое давление и температуру, за пределами которых, границы фаз исчезают, и газ не может быть сжижен одним давлением
Критическое давление и температура многокомпонентной смеси называются псевдокритическим давлением, Ppc и псевдокритическим Tpc, соответственно.
Если состав смеси известен:
n = число компонентов в композиции
yi = число молей определенного компонента j
Tcj = критическая температура компонента j
pcj = критическое давление компонента j
2.1.2 Физические свойства
Удельный вес газа, Z-фактор, и плотность
- Коэффициент отклонения реального газа, Z
- Псевдо критическое давление и температура
- Если композиции неизвестна:
- Trube (1957b) для ненасыщенного резервуара
Brown et al. (1984) для конденсатных скважинных флюидов и прочих природных газов
Sutton (2005) эмпирические корреляции
Wichert and Aziz (1972) - Регулирование для неуглеводородного компонента
2.1.2 Физические свойства
Удельный вес газа, Z-фактор, и плотность
- Коэффициент отклонения реального газа, Z
- Псевдо критическое давление и температура
- Brown et al. (1984)
- График справа
Различные компоненты для сухого газа
Конденсатные скважинные жидкости для
влажного газа
Ограничения:Максимум 5% N2; 2% CO2; 2% H2S
Source: Ken Arnold & Maurice Stewart. 2008. Surface Production Operations. Volume One. Design of Oil Handling Systems and Facilities. Elsevier Inc. ISBN: 978-0-7506-7853-7. Courtesy of GPSA Engineering Data Book.
2.1.2 Физические свойства
Удельный вес газа, Z-фактор, и плотность
- Коэффициент отклонения реального газа, Z
- Псевдо критическое давление и температура
- Wichert and Aziz (1972)
Регулирование для неуглеводородного компонента
Tc" = скорректированная критическая температура
Tc = псевдокритичская температура до корректировки
ppc" = = скорректированное критическое давление
ppc' = псевдокритичское давление до корректировки
B = фракция моли H2S в газе
ε = поправочный коэффициент, использую график справа, или
A = фракция моли H2S плюс CO2 в газе
Source: Ken Arnold & Maurice Stewart. 2008. Surface Production Operations. Volume One. Design of Oil Handling Systems and Facilities. Elsevier Inc. ISBN: 978-0-7506-7853-7. Courtesy of GPSA Engineering Data Book.
2.1.2 Физические свойства
Удельный вес газа, Z-фактор, и плотность
- Пример 1. Природный газ имеет следующий состав. Определить коэффициент сжимаемости для газа при 100 ° F и 1000 psia
Component | yi | Pci (psia) | Tci (°R) |
CO2 | 0.1 | 1071 | 547.5 |
H2S | 0.2 | 1300 | 672.1 |
N2 | 0.05 | 493.1 | 227.2 |
CH4 | 0.6 | 666.4 | 343.0 |
C2H6 | 0.05 | 706.5 | 549.6 |