Так как молярная масса получающегося газа равна

 

а конденсата

 

то количество конденсата, образующегося в сепаратор, будет

4217.6 * 62.66 * 0.083 = 21.93 т/сут,

и, соответственно, газа

4217.6 * 31.5 * 0.917 = 121.83 т/сут.

Сумма 121.83 + 21.93 = 143.76 < 143.82 на 0.06 вследствие округления при расчете.

Полученный газ содержит еще много пропан-бутановых фракций и поэтому охлаждение его только до 10 ^оС недостаточно.

Результаты предоставлены в таблице 4.3.

 

СОСТАВЫКОНДЕНСАТА И ГАЗА ПОСЛЕ КОМПРИМИРОВАНИЯ ПРИ 0.5 МПА И ОХЛАЖДЕНИИ ДО 10^ОС

Таблица 4.3

Компоненты	Константы равновесия	Молярный состав, %
конденсата	газа
расчетный	откоррект.	расчетный	откоррект.
СH4	33.0	1.56	1.55	51.44	51.44
C2H6	5.0	1.93	1.95	9.67	9.67
C3H8	1.3	14.75	14.75	19.18	19.18
i-C4H10	0.45	22.42	22.45	10.09	10.09
C4H10	0.35	19.80	19.80	6.93	6.93
i-C5H12	0.11	10.61	10.60	1.17	1.17
C5H12	0.09	12.69	12.70	1.14	1.14
C6H14	0.024	16.19	16.20	0.39	0.38
Сумма		99.95	100.00	100.01	100.00

 

ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫПО ТЕМЕ «РАСЧЕТЫРАЗГАЗИРОВАНИЯ НЕФТЕЙ»

 

ЗАДАЧА 4.1.

Исходя из состава пластовой нефти, рассчитайте:

равновесные составы, физико-химические свойства нефти (молекулярную массу) и газа (молекулярную массу, плотность, относительную плотность), получающихся при одноступенчатой сепарации при заданных условиях и расходе сырья, и их количество.

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ЗАДАНИЮ ПО ТЕМЕ «РАСЧЕТЫРАЗГАЗИРОВАНИЯ НЕФТЕЙ»

Таблица 4.4

Состав исходной смеси, % мольн.	Варианты
СН4	32,55	24,42	17,26	27,37	27,45	36,01	38,30	39,58	50,35	17,26
С2H6	0,38	1,22	3,24	2,36	3,89	0,30	9,61	0,27	13,20	3,24
С3Н8	0,72	2,67	6,82	5,00	8,01	0,32	7,99	0,22	7,29	6,82
i-C4H10	1,16	1,68	1,36	2,01	1,78	0,64	0,86	0,62	1,35	1,36
n-C4H10	0,82	3,56	4,17	3,86	5,70	0,12	3,94	0,13	3,36	4,17
i-C5H12	1,29	1,96	1,65	1,98	2,09	0,22	1,27	0,27	1,22	1,65
n- C5H12	0,53	2,65	2,58	2,38	3,53	0,06	2,48	0,08	1,78	2,58
C6H14	3,47	5,22	4,42	5,27	5,66	1,56	3,20	0,76	2,48	4,42
C7+ ВЫСШИЕ (нелетучий остаток)	59,08	56,62	58,50	49,77	41,89	60,77	32,35	58,07	18,97	58,50
Молекулярная масса остатка
Расход сырья, т/сут
Условия сепарации:
давление, МПа	0,3	0,2	0,4	0,6	0,7	0,5	0,4	0,5	0,6	0,7
температура, оС

 

1. НЕФТЯНЫЕ ЭМУЛЬСИИ

 

ТИПОВАЯ ЗАДАЧА 5.1

 

Пластовая вода плотностью 1086 кг/м³ и нефть плотностью 840 кг/м³ при добыче образуют эмульсию. Рассчитать плотность эмульсии, если известно, что она содержит 45% чистой воды, а минерализация обусловлена NaCl или CaCl₂.

Дано: ρ_в = 1086 кг/м³; ρ_н = 840 кг/м³; g_о = 45%;

Найти: ρ_э =?;

Решение

Плотность эмульсии определяется по формуле

ρ_э = 1 / (0.01g / ρ_в + (1 - 0.01g) / ρ_н)

Исходя из плотности пластовой воды по таблице находим соответствующее содержание растворенных солей Х, %:

при ρ_В = 1086 кг/м³ Х = 12%

Рассчитываем содержание воды и растворенных солей в эмульсии:

g = g₀ / (1 - 0.01X) = 45 / (1 - 0.01 * 12) = 45 / 0.88 = 51.14%

Плотность эмульсии:

ρэ = 1 / (0.01 * 51.14 / 1086 + (1 - 0.01 * 51.14) / 840) = 952 кг/м³

 

ПРИЛОЖЕНИЕ К РАЗДЕЛУ 5

 

ПЛОТНОСТЬ РАСТВОРОВ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЛЕЙ

Таблица 5.1

NaCl(20*)	CaCl2 (20*)
Х, %	ρ, кг/м3	Х, %	ρ, кг/м3
	1005,3		1007,0
	1012,5		1014,8
	1026,8		1031,6
	1041,3		1048,6
	1055,9		1065,9
	1070,7		1083,5
	1085,7		1101,5
	1100,9		1119,8
	1116,2		1138,6
	1131,9		1157,8
	1147,8		1177,5
	1164,0		1228,4
	1180,4		1260,3
	1197,2		1281,6
-	-		1337,3
-	-		1395,7

 

ТИПОВАЯ ЗАДАЧА 5.2

 

В сборный коллектор после первой ступени сепарации дожимными насосами перекачивается обводненная продукция L скважин с дебитами Qj, м³/сут (в условиях сборного коллектора). Массовая обводненность продукции каждой j-той скважины в условиях сборного коллектора составляет Wj. Известны значения плотности нефти ρн и воды ρв после дожимных насосов.

Найти:

· массовую долю воды в смеси продукций всех скважин (массовую обводненность);

· плотность эмульсии в сборном коллекторе (плотность смеси эмульсий всех скважин).

Дано:

Q₁ = 65 м³/сут W₁ = 0.2

Q₂ = 65 - || - W₂ = 0.25

Q₃ = 64 - || - W₃ = 0.3

Q₄ = 60 - || - W₄ = 0.15

Q₅ = 70 - || - W₅ = 0.1

Q₆ = 80 - || - W₆ = 0

ρ_н = 860 кг/м³

ρ_в =1040 кг/м³

Найти: W_см =?, ρ_см =?;

Решение:

1. Определение массовой обводненности смеси продукции скважин.

Известно, что массовая доля компонента в смеси g_i – это отношение массы i-го компонента к суммарной массе смеси L компонентов:

1 =< i =< L. (1)

 

В частном случае, массовая доля воды в водонефтяной эмульсии W -это отношение массы воды в эмульсии к массе водонефтяной эмульсии:

W = m_в/m_э, (2)

где m_э — масса водонефтяной эмульсии, кг,

m_э = m_в + m_н, (3)

 

где m_н — масса нефти в эмульсии, кг.

Исходя из уравнений (1,2), можем записать:

(4)

 

Из уравнения (2) следует, что масса воды в продукции j-той скважины равна:

m_вj = W_j*m_эj. (5)

Тогда уравнение (4) примет вид:

(6)

 

Зная дебит скважины, массу эмульсии j-той скважины можно рассчитать по уравнению:

m_эj = Q_j * ρ_эj * t, (7)

где t — время, с.

Учтем, что плотность эмульсии - это

ρ_эj = m_эj / (V_вj + V_нj) = m_эj / (mв_j / ρ_вj + m_нj / ρ_j) = 1 / (W_j / ρ_вj + (1-W_j) / ρ_нj). (8)

Подставляем уравнения (7) и (8) в уравнение (6) и преобразовав получаем:

. (9)

 

 

Подставляем числовые значения из условия задачи, получим:

W_см = 0.0645 / 0.3996 = 0.16

2. Определение плотности эмульсии в сборном коллекторе.

По определению, плотность смеси веществ - отношение массы к объему этой смеси:

. (10)

 

По этому определению и условиям задачи можем записать:

. (11)

 

 

Зная дебит скважины, объем эмульсии j-той скважины можно рассчитать по уравнению:

V_эj = Q_j * t (12)

Подставив (7) и (12) в (11), получим:

. (13)

 

 

С учетом выражения (8) для плотности эмульсии:

 

 

Подставляя значения параметров из условия задачи,получаем:

ρ_см = 357422.5 / 404 = 884.7 кг/м³

По условиям типовых задач провести самостоятельно расчет обводненности и плотности эмульсии в сборном коллекторе по исходным данным, приведенным в таблице 5.2.