Файл: Ширковский, А. И. Добыча и подземное хранение газа учебное пособие.pdf

yi = xtkt,

(131)

где Xi и tji — мольные концентрации

i-го компонента

в жидкой

и паровой фазах соответственно при

различных р и t\

ц* — моль­

смеси; L и V — мольные доли

вещества в жидкой и паровой

фа­

зах

при

различных

p a t - ,

L.+ V=l ; ki=yilxi— коэффициент

рас­

пределения г-го компонента

(функция р,

t и состава).

и парово

Qr

6.

Определить объемы

образовавшихся жидкой Йж

фаз

о

_ ^-Я0МЖ

(132)

Рж

общее число молей смеси);

Мж =

1—7

*,М„

(133)

2

0

i—1

Vn0zRT

(134)

Р

(R — универсальная газовая постоянная).

Во II

области (р > 0,7 рсх)

сохраняется такой же порядок рас­

чета, изменяется лишь метод определения коэффициентов

рас­

пределения компонентов.

коэффициенты

распределения

опре­

В критической

области

деляются по формуле [36]

*, =

С1((

1

+ C2i( ^ ~

l)

+ l,

(135)

где Си, С2г- и п — некоторые постоянные величины.

Принимая п = 0,

решаем систему из двух уравнений

+

(136)

k ‘ ^

=

4

l -

t )

'

+ c <

i r

- ' )

+ '-

° 37>

где kni)

и /Zj(2) — коэффициенты

распределения

г-го компонента,

взятые из работы [34]

при рх и р2,

причем p i< 0 ,7 p cx; р2< 0 ,7 р сх,

р\Фрг-

третье

Полученные значения Си и С2, затем подставляют в

уравнение, записанное для значений давления Рз,

+

(|38)

Затем определяют значение k^y

значением k [.(3)>

Вычисленное значение /г,(3)

сравнивается со

найденным по работе [34] при давлении

р3

и той же температуре

(р3<0,7 рсх).

Если погрешность

8

ki (3) ~~ ki (3)

(139)

k, ( 3 )

турный коэффициент, коэффициент извилистости и средний

ра­

диус поровых каналов.

по­

Томпсон показал, что при условии насыщенности газа у

верхности

выпуклого мениска

давление

конденсации

паров в

жидкость

над

плоской

и

криволинейной границами

раздела

пар— жидкость в капилляре можно определять по формуле

Рг.к =

2стЕк

(140)

Рпе RRrTq> ’

где р г.н — давление в газовой

фазе

в капилляре

над

мениском

жидкости;

рп — давление

в

газовой

фазе

над

плоской

поверх­

ностью жидкости; а — поверхностное натяжение

на границе

раз­

дела

фаз;

— мольный

объем жидкой фазы; R — радиус

поро-

вого

канала;

Rr— универсальная

газовая

постоянная;

<р = 0,1 —

ленных

значений величин капиллярных

давлений

в

пористой

среде.

Пример 11. Рассчитать изотерму конденсации для

газожидкостной смеси сле­

дующего

состава

(мольные доли) [35]: N2 = 0,0019;

СН4 = 0,8673;

СгН6=0,0248;

С3Н8 = 0,0127;

nC4HIO= 0,0071;

(C4H1o= 0,O037;

nC5Hi2=0,0021;

iC5Hi2=0,0013;

C6Hi4= 0,0019;

С7Н16+ = 0,0670;

С 02=0,0102; Мс?+=295; рС7+=0,8838;

У0=200см3;

р сх= 870,8

кгс/см2;

z0=l,95; #,=82,057

кгс/см®• см®

°К;

----------- Г= 399,8°К; Гс= 240,32

Рс=44,946 кгс/см2.

г/моль- К.

Т а б л и ц а 9

Основные результаты (Т =

399,80°К)

р,

Мж

Рж

2

йг, см3

йж, СМ3

йж100

„

v3. %

кгс/см8

йж +йг ’

Р

70

214,99

0,8351

0,895

1034,50

66,91

6,06

6,01

280

115,69

0,8443

0,925

238,20

71,44

23,07

23,16

420

81,404

0,8399

1,018

158,10

71,52

31,17

30,27

560

50,464

0,8324

1,300

128,73

62,61

32,67

34,75

600

42,7253

0,8401

1,94

141,53

51,277

25,6

27,0

П р и м е ч а н и е .

V — расчетный оЗьем

Vэ — объем» определенный экспериментально.

Т а б л и ц а 10

Значение k it *; и </,

при р =

800

кгс/см3 и Т =

399,8ЭК (L = 0,35; V =

0,65)

П ара­

сн4

С2Нв

С,Н8

i C

н,„ rtC4H 10

£C5Hi2

TlC^H] 2

СзН14

C:Hl6+

n 2

метры

k {

1 ,0 0 8

1 ,0 0 0 0 , 9 9 9 0 , 9 7 0 5

0 , 9 7

0 , 9 7 0 6

0 , 9 6 9

0 , 9 3 5 5

0 , 5 0 2 2

1 ,0 3

Х{

0 ,8 6 2 8

0 , 0 3 4 9 0 ,0 1 2 9

0 , 0 0 7 3

0 , 0 0 3 3

0 , 0 0 2 1 3 0 , 0 0 1 3 2

0 , 0 0 1 9 8

0 , 0 9 9 0 4 0 , 0 0 1 8

У1

0 ,8 6 9 7

0 , 0 3 4 9 0 ,0 1 2 5

0 ,0 0 7 1

0 ,0 0 3 6

0 , 0 0 2 0 7 0 , 0 0 1 2 8

0 , 0 0 1 8 6

0 , 0 4 9 8

0 , 0 0 2 2

I

РоУо

8 7 0 , 8 - 2 0 0

= 2,723 г/моль.

°

z0RrT

1 , 9 5 - 8 2 , 0 5 7 - 3

9 9 , 8

Результаты вычислений сведены в табл.

9 и 10.

Таблица

11

Результаты экспериментов для построения изотерм конденсации

Рс , кгс/см2

А - °с

<3Г, тыс. м3/сут

<5К. М3/сут

QK/ Q f см»/м»

7 5 , 0

2 6 , 0

3 5 , 7

6 , 4 8

1 8 4 ,5

5 5 , 0

2 6 , 5

3 7 , 2

6 , 9 1

1 8 6 ,0

3 5 , 0

2 6 , 5

3 8 , 0

6 , 1 9

1 6 3 ,0

1 3 ,0

2 7 , 0

3 8 , 0

4 , 9 7

1 3 0 ,6

1 5 ,0

2 7 , 0

5 8 , 0

8 , 7 0

1 5 5 ,0

3 6 , 5

2 7 , 0

5 8 , 0

1 0 ,9

1 8 8 ,0

5 5 , 7

-

2 7 , 7

5 6 , 4

1 1 , 0

2 0 9 , 0

7 3 , 5

2 7 , 2

5 4 , 7 5

1 1 ,2 2

2 0 5 , 0

7 4 , 5

2 7 , 5

6 9 , 2 9

1 6 ,2

2 3 4 , 0

5 5 , 8

2 7 , 5

7 4 , 2 5

1 7 ,4

2 3 4 , 5

3 3 , 4

2 7 , 3

8 3 , 0

1 6 ,7 5

2 0 2 , 0

1 9 ,5

2 7 , 8

8 3 , 0

15 ,1

1 8 0 ,5

1 9 ,8

2 7 , 2

1 0 3 ,0

1 8 ,7

1 8 1 ,5

3 5 , 8

2 7 , 4

1 0 3 ,0

2 1 , 0

2 0 4 , 0

5 5 , 0

2 7 , 3

9 8 , 6

2 3 , 3

2 3 4 , 0

7 4 , 6

2 7 , 5

9 2 , 8 3

2 1 , 6

2 3 4 , 0

Из

рис.

16 видно, что одна

и та

же изотерма

конденсации

получается

при

Q r > 8 7

тыс.

м3/сут.

Определить дебит, при котором высота столба конденсата в затрубном про­

странстве равна нулю,

можно из следующего выражения:

0 .03415 А (L —h)

Ру.з е

i f

+Рк£/й =

Рз.

(141)

где Д — относительная

плотность затрубного газа

по

воздуху;

L — расстояние

жины ру.з и на забое скважины

р3; Л— искомая

высота

столба конденсата в

затрубном

пространстве;

рк — плотность конденсата в

забойных условиях

(t3, р3); г,

Т — средние

по длине

L коэффициент

сжимаемости затрубного газа

уравнение

(141), находим

значения

высот

столба конденсата,

соответствующие

различным

дебитам. Далее

строим

график

зависимости h = h

(Qr), по которому

По данным

табл. 12 построен график (рис. 17), по которому

определяем:

1г= 0 при Qr «

8 7

тыс • м3/сут.

Величину

минимально необходимого дебита можно найти приближенно по

меньшему числу

экспериментальных точек, построив зависимость

удельного

потока газа в сепараторе, но при различных дебитах

скважины Qr (например,

на рис. 16 вертикаль L—I изотерм конденсации). Дебит, при котором

Qit/Qr=const, и будет минимально необходимым.

Т а б л и ц а 12

Высота столба конденсата в затрубном пространстве

при различных дебитах

ру.з , кгс/см2

Р3, кгс/см2

Qr, тыс*м3/сут

h, м

156

179,8

0

0

154

178,5

40

7

152

177,9

51

48

152

177,4

71

38

152

176,1

82

15

151,3

174,4

116

0

154

179,7

0

40