Файл: Сборник задач по технологии и технике нефтедобычи Учеб, пособие для ву.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.03.2024
Просмотров: 280
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
РВС ц (Рве ц) Рнас
(1 + Я)
[Г0 (Р„ ц) - Го (Рве ц)]—Рв) Р°
Ож (Рве ц) Рнц
(9.37)
Выше рассмотрены предельные случаи поведения газожидкостной смеси. Однако реальные процессы, протекающие в цилиндре насоса, им редко соответствуют.
Используя методику [24], можно с достаточной степенью достоверности указать интервалы значений, в которых должен находиться фактический коэффициент наполнения. Как было указано ранее, верхней границей для всех возможных случаев будет значение ri„an i /, а нижняя граница будет изменяться в зависимости от того, к какому процессу — равновесному или неравновес- н ому — будет ближе реальное поведение газожидкостной смеси в насосе. Для каждого из рассмотренных случаев можно определить средний вероятный коэффициент наполнения г\ нап ijy з также мак- симальное абсолютное отклонение 6; реального коэффициента от вероятного среднего
Ннап ij — (Чнап 1/ 4" Ннап )'
(9.38)
6;/ = ± 0,5Йг|;/1 (9.39)
где i = 2, . . . , 5.
Задача 9.5. Рассчитать коэффициент наполнения для выбранных вариантов.
Решение. Для 1-го варианта.
При Рве ц = 3,98 МПа, рвас = 8,97 МПа, т. е.^ рвс ц<р/нас и в цилиндре насоса при всасывании имеется свободный газ.
Для заданных давлений рвсц, рнц и pBac по (9.1) — (9.6) предварительно рассчитаем:
Ьн (Р ас ц) = 1,207; йж {рвс ц) = 1,166, Г о (рв в ц) = 60,3 м3/м3;
Vn (Рве ц) = 2,08 • 10— 4 м3/с;
196
<3ж (Рас ц) -3,38-10 4 м3/с; Qcm (Рьс ц)—5,46-10 4 м3/с; (Рнц) — 1,25; Ьж (Рнц) = 1,20; Гв (Рнц) = 87,75 м3/м3.
Затем расчет выполняем в следующем порядке:
= 2,08-104/(3,38-10“4) = 0,615;
Чнап и = (1 - 0,001) (1 + 0,615) = 0,610;
Кц 21 = (1 + 0,615)/(I + 0,615-3,98/8,31) — 1 = 0,248.
Для всех вариантов принимаем твр = 0,2.
6П21 =0,2-0,248/(1 + 0,615) =0,031;
Чнап 21 = 0,619 — 0,031 = 0,588.
При рпц = 8,31 МПа, а ряяс = 8,97 МПа, т. е. рН1Х<р'»ас и не весь газ растворяется в нефти в течение хода нагнетания. Для этого случая
к п = (1+0,615) ) =
+ о,615— [87,75-60,3] 0,2)'0,1
1,166 8,97 1,166-8,31
_ 1,615
_ 1,029 + 0,273 — 0,227 _ Онап 51 = 0,619 — 0,062 = 0,557.
1 = 0,50;
St) 51 =
0,2-0,50 1 +0,615
0,062;
Следовательно, фактический коэффициент наполнения заключен в интервале: 0,557 < т]„ап < 0,619.
Средний коэффициент наполнения для рассматриваемого варианта равен г]||ап = (0,557 + 0,619)/2 = 0,588 « 0,59, а максимальное относительное отклонение от вычисленного среднего (Лт]Нап)тах =
= (йаап 1 — Г]нап) Ю0 %/г]„ап = 5,3 % .
Окончательно принимаем для 1-го расчетного варианта г|нап = - 0,59.
Для 2-го расчетного варианта.
При /зВсц-<рнас и в цилиндре при всасывании имеется свободный газ:
Ьж (Рвг ц) — 1,05; Го (рвс ц) = 27,4 м3/м3;
УгвО>всц) = °,55-1(Г4 м3/с: Ож(рвсц) = 3,04-10-4м3/с;
0с„ (Рве ц) = 3,59 -10-4 м3/с; ьж (р’иас) = 1,055;
/ут = 0,017, R
= 0,18; г]нап1з — 0,833; г]нап 2 2 — 0,81;
Чнап 3 2 — 0,766; Цнап 1 2 = 0,816.
Фактический коэффициент наполнения заключен в интервале 0,766 < г)нап < 0,833, средний т)нап = (0,766 + 0,833)/2 = 0,80, а максимальное относительное отклонение от вычисленного среднего составляет « 5 %.
197
Окончательно принимаем для 2-го расчетного варианта т]„ап = = 0,80.
Для 3-го расчетного варианта характерно отсутствие свободного газа, поэтому коэффициент наполнения рассчитываем (9.27), предварительно определив /ут по (9.28):
/ут = 0,81 -10—7 (2-2,9-10—4) = 1,4-10—4; т|на„оз =■ 1 — 1,4-10-4 = 0,99986 « 1.
РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА УСАДКИ НЕФТИ
Коэффициент 1|рг, учитывающий уменьшение объема нефти при снижении давления рвсц до давления в сепарирующем устройстве за счет выделения растворенного газа, рассчитывают по следующей формуле:
Чрг = I — [^Ж (Рве ц) 1] (1 Рв)/[Ьж (Рве ц)]- (9.40)
Задача 9.6. Рассчитать коэффициент усадки нефти. Решение. Для рассматриваемых расчетных вариантов этот коэффициент равен соответственно:
Црг 1 = 1 — (1,166 — 1) (1 — 0,2);1,166 = 0,89;
ПРг, = 1 — (1,05— 1) (1 - 0,55)/1,05 = 0,98; %r3 = 1.
РАСЧЕТ ТРЕБУЕМОЙ ПОДАЧИ НАСОСА И СКОРОСТИ ОТКАЧКИ
Подача насоса 1Р„ас для обеспечения запланированного отбора жидкости при получившемся коэффициенте наполнения определяется по формуле
И7нас = Ож (Рве ц)/ГПнап- (9.41 )
С другой стороны, требуемая подача насоса равна
WW =F
(1 + Я)
[Г0 (Р„ ц) - Го (Рве ц)]
Ож (Рве ц) Рнц
(9.37)
Выше рассмотрены предельные случаи поведения газожидкостной смеси. Однако реальные процессы, протекающие в цилиндре насоса, им редко соответствуют.
Используя методику [24], можно с достаточной степенью достоверности указать интервалы значений, в которых должен находиться фактический коэффициент наполнения. Как было указано ранее, верхней границей для всех возможных случаев будет значение ri„an i /, а нижняя граница будет изменяться в зависимости от того, к какому процессу — равновесному или неравновес- н ому — будет ближе реальное поведение газожидкостной смеси в насосе. Для каждого из рассмотренных случаев можно определить средний вероятный коэффициент наполнения г\ нап ijy з также мак- симальное абсолютное отклонение 6; реального коэффициента от вероятного среднего
Ннап ij — (Чнап 1/ 4" Ннап )'
(9.38)
6;/ = ± 0,5Йг|;/1 (9.39)
где i = 2, . . . , 5.
Задача 9.5. Рассчитать коэффициент наполнения для выбранных вариантов.
Решение. Для 1-го варианта.
При Рве ц = 3,98 МПа, рвас = 8,97 МПа, т. е.^ рвс ц<р/нас и в цилиндре насоса при всасывании имеется свободный газ.
Для заданных давлений рвсц, рнц и pBac по (9.1) — (9.6) предварительно рассчитаем:
Ьн (Р ас ц) = 1,207; йж {рвс ц) = 1,166, Г о (рв в ц) = 60,3 м3/м3;
Vn (Рве ц) = 2,08 • 10— 4 м3/с;
196
<3ж (Рас ц) -3,38-10 4 м3/с; Qcm (Рьс ц)—5,46-10 4 м3/с; (Рнц) — 1,25; Ьж (Рнц) = 1,20; Гв (Рнц) = 87,75 м3/м3.
Затем расчет выполняем в следующем порядке:
/ут = 0,13-10 5/(2-5,46- Ю-4) = 0,001;
R
= 2,08-104/(3,38-10“4) = 0,615;
/ут = 0,13-10 5/(2-5,46- Ю-4) = 0,001;
R
/ут = 0,13-10 5/(2-5,46- Ю-4) = 0,001;
R
Чнап и = (1 - 0,001) (1 + 0,615) = 0,610;
Кц 21 = (1 + 0,615)/(I + 0,615-3,98/8,31) — 1 = 0,248.
Для всех вариантов принимаем твр = 0,2.
6П21 =0,2-0,248/(1 + 0,615) =0,031;
Чнап 21 = 0,619 — 0,031 = 0,588.
При рпц = 8,31 МПа, а ряяс = 8,97 МПа, т. е. рН1Х<р'»ас и не весь газ растворяется в нефти в течение хода нагнетания. Для этого случая
к п =
_ 1,615
_ 1,029 + 0,273 — 0,227 _ Онап 51 = 0,619 — 0,062 = 0,557.
1 = 0,50;
St) 51 =
0,2-0,50 1 +0,615
0,062;
Следовательно, фактический коэффициент наполнения заключен в интервале: 0,557 < т]„ап < 0,619.
Средний коэффициент наполнения для рассматриваемого варианта равен г]||ап = (0,557 + 0,619)/2 = 0,588 « 0,59, а максимальное относительное отклонение от вычисленного среднего (Лт]Нап)тах =
= (йаап 1 — Г]нап) Ю0 %/г]„ап = 5,3 % .
Окончательно принимаем для 1-го расчетного варианта г|нап = - 0,59.
Для 2-го расчетного варианта.
При /зВсц-<рнас и в цилиндре при всасывании имеется свободный газ:
Ьж (Рвг ц) — 1,05; Го (рвс ц) = 27,4 м3/м3;
УгвО>всц) = °,55-1(Г4 м3/с: Ож(рвсц) = 3,04-10-4м3/с;
0с„ (Рве ц) = 3,59 -10-4 м3/с; ьж (р’иас) = 1,055;
/ут = 0,017, R
= 0,18; г]нап1з — 0,833; г]нап 2 2 — 0,81;
Чнап 3 2 — 0,766; Цнап 1 2 = 0,816.
Фактический коэффициент наполнения заключен в интервале 0,766 < г)нап < 0,833, средний т)нап = (0,766 + 0,833)/2 = 0,80, а максимальное относительное отклонение от вычисленного среднего составляет « 5 %.
197
Окончательно принимаем для 2-го расчетного варианта т]„ап = = 0,80.
Для 3-го расчетного варианта характерно отсутствие свободного газа, поэтому коэффициент наполнения рассчитываем (9.27), предварительно определив /ут по (9.28):
/ут = 0,81 -10—7 (2-2,9-10—4) = 1,4-10—4; т|на„оз =■ 1 — 1,4-10-4 = 0,99986 « 1.
РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА УСАДКИ НЕФТИ
Коэффициент 1|рг, учитывающий уменьшение объема нефти при снижении давления рвсц до давления в сепарирующем устройстве за счет выделения растворенного газа, рассчитывают по следующей формуле:
Чрг = I — [^Ж (Рве ц) 1] (1 Рв)/[Ьж (Рве ц)]- (9.40)
Задача 9.6. Рассчитать коэффициент усадки нефти. Решение. Для рассматриваемых расчетных вариантов этот коэффициент равен соответственно:
Црг 1 = 1 — (1,166 — 1) (1 — 0,2);1,166 = 0,89;
ПРг, = 1 — (1,05— 1) (1 - 0,55)/1,05 = 0,98; %r3 = 1.
РАСЧЕТ ТРЕБУЕМОЙ ПОДАЧИ НАСОСА И СКОРОСТИ ОТКАЧКИ
Подача насоса 1Р„ас для обеспечения запланированного отбора жидкости при получившемся коэффициенте наполнения определяется по формуле
И7нас = Ож (Рве ц)/ГПнап- (9.41 )
С другой стороны, требуемая подача насоса равна
WW =F