Варианты заданий по определению физических свойств нефтяного газа по его

Компонентному составу

Вариант		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Объемное содержание копонентов нефтяного газа, y_i, %	СН₄	35,5	34,5	40,0	32,8	39,5	32,3	39,0	31,8	38,5	40,0
	С₂Н₆	23,9	24,9	24,6	30,4	25,1	31,2	26,1	32,2	27,1	29,2
	С₃Н₈	19,4	17,4	17,2	16,9	20,1	16,4	19,6	15,9	19,1	14,7
	i-C₄Н₁₀	2,5	3,5	4,6	3,0	4,1	4,0	5,1	5,0	5,3	4,0
	n-C₄Н₁₀	6,7	7,7	3,4	7,2	2,9	6,7	2,4	6,2	1,9	3,7
	i-C₅Н₁₂	1,8	1,7	1,3	1,2	0,8	1,7	0,3	1,2	0,6	0,7
	n-C₅Н₁₂	1,7	1,8	1,2	1,3	0,7	0,8	0,7	0,8	0,7	0,8
	C₆H_{14+ высш},	1,1	1,4	0,6	0,9	0,1	0,4	0,6	0,9	1,1	1,4
	CO₂	0,5	0,6	0,7	0,3	0,8	1,0	0,8	1,0	0,8	1,0
	N₂	6,9	6,5	6,4	6,0	5,9	5,5	5,4	5,0	4,9	4,5

Продолжение таблицы 1.1

Вариант		11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Объемное содержание компонентов нефтяного газа, y_i, %	СН₄	38	39,5	37,5	39	37	38,5	36,5	38	36	37,5
	С₂Н₆	28,1	30,2	29,1	31,2	30,1	32,2	30,1	33,2	31,1	34,2
	С₃Н₈	18,6	14,2	17,3	12,9	16	11,6	14,7	10,3	13,4	9
	i-C₄Н₁₀	6,3	5	7,3	6	8,3	7	9,3	8	10,3	9
	n-C₄Н₁₀	1,4	3,2	0,9	2,7	0,4	2,2	0,9	1,7	0,4	1,2
	i-C₅Н₁₂	0,1	0,2	0,4	0,5	0,7	0,8	1	1,1	1,3	1,4
	n-C₅Н₁₂	0,7	0,8	0,7	0,8	0,7	0,8	0,7	0,8	0,7	0,8
	C₆H_{14+ высш},	1,6	1,9	2,1	2,4	2,6	2,9	3,1	3,4	3,6	3,9
	CO₂	0,8	1	0,8	1	0,8	1	0,8	1	0,8	1
	N₂	4,4	4	3,9	3,5	3,4	3	2,9	2,5	2,4	2

Продолжение таблицы 1.1

Вариант

Объемное содержание компонентов

нефтяного газа, y_i, %

СН₄

35,5

36,5

34,5

С₂Н₆

32,1

35,2

33,1

36,2

33,1

37,2

34,1

37,7

34,1

37,9

С₃Н₈

11,3

7,7

6,4

8,7

5,1

7,4

2,8

5,3

1,5

i-C₄Н₁₀

11,3

12,3

13,3

14,3

15,3

n-C₄Н₁₀

0,7

0,2

0,7

0,2

1,7

0,5

i-C₅Н₁₂

1,6

1,7

1,9

2,2

2,3

2,5

2,6

2,3

2,9

n-C₅Н₁₂

0,7

0,8

0,7

0,8

0,7

0,8

0,7

0,8

0,7

0,8

C₆H_{14+ высш,}

4,1

4,4

4,6

4,9

5,1

5,4

5,6

5,9

6,1

6,4

CO₂

0,8

N₂

1,9

1,5

1,4

0,9

0,5

0,4

1,5

0,7

Контрольные вопросы по практическому занятию

1. Перечислите основные компоненты, входящие в состав нефтяного газа?

2. Чем отличаются абсолютное и избыточное давления?

3. Какие термодинамические условия принято считать стандартными?

4. Какой объем занимает 1 кмоль нефтяного газа в стандартных условиях?

5. Как определяется молекулярная масса природного газа?

Уравнения состояния и их использование для расчета физических свойств газов

Целью настоящего практического занятия является изучение существующих методик определения физических свойств нефтяного и попутного газов на основе использования уравнения состояния реального газа. Нефтяной газ существенно отличается от идеальной системы, прежде всего за счет эффекта сверхсжимаемости. В результате выполнения практической работы студенты должны:

· усвоить теоретические представления об уравнении состояния нефтяного газа, его псевдокритических параметрах, определяемых свойствами отдельных компонентов;

· изучить методики и формулы для расчета важнейших физических свойств газа с учетом коэффициента сверхсжимаемости;

· самостоятельно решить две задачи для закрепления материала;

· освоить приближенные способы расчета приведенных значений давления и температуры газа и прогнозирования его свойств;

· углубить свои представления о сложности инженерных задач скважинной добычи нефти, которые необходимо уметь решать при всех способах эксплуатации нефтяных скважин.

Определение физических свойств газа на основе

Уравнения состояния

Для оценки физических параметров газов часто используют уравнения состояния идеального газа. К ним относятся:

1) Закон Бойля-Мариотта

при

2) Закон Гей-Люсака

при

3) Закон Шарля

при

Общая зависимость между объемом, давлением и температурой для газа имеет вид:

где Ро, Vo (Vст), То (Тст) - параметры газа при нормальных или стандартных условиях.

Обобщенное уравнение состояния идеального газа Клайперона-Менделеева, выведенное на основе (1) с учетом закона Авогадро, имеет вид:

где n - число молей; - универсальная (молярная) газовая постоянная.

Численное значение постоянной можно получить, введя в уравнение (11) молярный объем при Р = Р_о = 0,101325 МПа и Т_о = 273,15 °К:

то есть универсальная газовая постоянная численно равна работе расширения 1 кмоль идеального газа при повышении температуры на 1°К и не зависит от природы газа.

Так как число молей газа равно n = G/М_г , то обобщенное уравнение состояние для произвольной массы газа будет иметь вид:

где

- удельная газовая постоянная, .

Для расчета состояния реальных газов пользуются уравнением (12), в которое вводится коэффициент сверхсжимаемости, учитывающий отклонение реальных газов от идеальных:

Величина z является двумерной функцией и зависит от приведенных значений давления и температуры, т.е. z = f (P_пр,Т_пр). Для реального природного или попутного газа приведенные параметры давления и температуры равны:

где Р, Т - действительные давления и температура;

;

- псевдокритические (среднекритические) параметры газа, вычисляемые по правилу аддитивности при известных молярных концентрациях компонентов в смеси и их критических параметрах Р_кр_i и T_кр_i.

Приведенные параметры смеси углеводородных и небольшого (до 5%) количества неуглеводородных газов (без азота) можно определить по аппроксимационным формулам Ляпкова П.Д.:

где - относительная по воздуху плотность смеси газов (кроме азота), которую можно определить по относительной (по воздуху) плотности всего газа при стандартных условиях:

где - относительная плотность азота по воздуху, равная 0,97; - относительная плотность всего газа; - молярная доля азота при стандартных условиях.

Коэффициент сверхсжимаемости газовой смеси, состоящей из углеводородных компонентов и азота, определяют по следующей формуле:

где и - коэффициенты сверхсжимаемости углеводородной части газа (графики Брауна и Катца) и азота; - объемная (молярная) доля углеводородной части газа.

При технологических расчетах, особенно с применением ЭВМ, удобно использовать следующие аппроксимационные уравнения для функции z = f(Р_пр, Т_пр). Для углеводородной составляющей газа в области давлений и температур, наиболее часто встречающихся в практике эксплуатации нефтяных скважин ( Р =0-20 МПа, Т = 273-355 °К ):

1) при и

2) при и

3) при и

Для азота в интервале давлений Р = 0-20 МПа и температур Т = 280-380 °К:

Для расчета плотности газа и его объема при данных термодинамических условиях (Р, Т), отличных от нормальных или стандартных ( когда z =z_o=1), используется уравнение состояния (13), из которого следуют соотношения:

где , - объем и плотность газа при нормальных или стандартных условиях .

Задача 2

Условие задачи: рассчитать коэффициент сверхсжимаемости углеводородной части газа, азота и в целом смеси газа; приведенные параметры давления и температуры смеси газа, приведенные параметры давления и температуры углеводородной части газа; относительную плотность углеводородной части газа; плотность и объем нефтяного газа, добываемого с 1 м³нефти при заданных значениях абсолютного давления и температуры.

Варианты задачи: решение задачи осуществляется в соответствии с индивидуальным вариантом задания, установленным преподавателем. Варианты заданий приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 598; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!