Варианты заданий по расчету свойств пластовой воды

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 25Следующая ⇒

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Р_пл,МПа	17,5	18	18,5	19	19,5	20	20,5	21	21,5	22
Т_пл,К	313	313,5	314	314,5	315	315,5	316	316,5	317	317,5
Р_нас,МПа	9,2	9,7	10,2	10,7	11,2	11,7	12,2	12,7	13,2	13,7
С^/,г/л	150	151	152	153	154	155	156	157	158	159
Вариант	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Р_пл,МПа	22,5	23	23,5	24	23,5	23	22,5	22	21,5	21
Т_пл,К	318	318,5	319	319,5	320	320,5	320	319,5	319	318,5
Р_нас,МПа	14,2	15,5	16	16,5	17	17,5	18	18,5	18	17,5
С^/,г/л	160	161	162	163	164	165	164	163	162	161
Вариант	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
Р_пл,МПа	20,5	20	19,5	19	18,5	18	17,5	17	16,5	16
Т_пл,К	318	317,5	317	316,5	316	315,5	315	314,5	314	313,5
Р_нас,МПа	17	16,5	16	15,5	15	14,5	14	13,5	13	12,5
С^/,г/л	160	159	158	157	156	155	154	153	152	151

Контрольные вопросы по практическому занятию

1. Какие основные параметры пластовых вод используются в задачах технологии добычи нефти?

2. Как рассчитывается коэффициент сжимаемости пластовой воды?

3. Как определить плотность пластовой воды при заданных значениях давления и температуры?

Расчет физических свойств водонефтяных смесей

Целью практического занятия является изучение существующих методик определения физических свойств водонефтяных смесей, образующихся в процессе подъема продукции из добывающих скважин, в частности, эффективной вязкости и плотности двухфазного потока при различных значениях давления и температуры в трубах НКТ.

В результате выполнения практической работы студенты должны:

· усвоить теоретические представления об основных структурах, типах и параметрах двухфазных потоков, необходимых для расчета процесса движения продукции в лифтовых трубах добывающих скважин на участке от забоя до устья;

· знать перечень исходных технологических данных, позволяющий определить важнейшие параметры водонефтяных потоков в различных сечениях труб НКТ;

· изучить методики и формулы для расчета физических свойств водонефтяных смесей;

· с помощью компьютера самостоятельно решить задачу для закрепления материала.

Краткие теоретические сведения

Нефть и вода, движущиеся в скважинах, вследствие гидродинамических возмущений тока (переход ламинарного течения в турбулентное, деформации и разрыв поверхности раздела фаз, флуктуации плотности и др.) образуют дисперсную систему различной структурной формы. Область существования дисперсной системы вода-нефть определяется давлением, которое должно быть выше давления насыщения жидкости газом, т.е. Р > Р_нас.

Наиболее важными физическими свойствами водонефтяной смеси, необходимыми для решения технологических задач добычи нефти, являются плотность и кажущаяся вязкость.

Методика расчета основных физических свойств водонефтяных смесей

Для расчета этих физических параметров при соответствующих термодинамических условиях потока, его расходных характеристик, структурных особенностей, определяют следующие факторы:

1. Объемная расходная доля воды в смеси при стандартных условиях:

а) при известных объемных дебитах скважины по жидкости и воде:

б) при известной массовой расходной доле воды в смеси n_в:

где Q_вст, Q_жст - соответственно дебит воды и жидкости при стандартных условиях, м³/с; - плотность воды и нефти при стандартных условиях, кг/м³ .

2. Объемные расходы нефти и волы при заданных Р и Т:

где b_н - объемный коэффициент нефти, определяемый по (31); b_в - объемный коэффициент воды при Р и Т, определяемый по (52) (можно приближенно принять b_в =1).

3. Объемная расходная доля воды в смеси при Р и Т:

4. Скорость потока водонефтяной смеси в рассматриваемом сечении канала:

где F-площадь сечения канала.

5. Структура потока.

Для водонефтяной дисперсной системы характерны две основные структурные формы, область существования каждой оценивается по критической скорости смеси:

где - гидравлический диаметр канала, м; Р - смоченный периметр поперечного сечения канала.

При w_см < w_{см кр} - водонефтяной поток имеет капельную структуру (диспергированная фаза в виде отдельных капель диаметром 0,5 - 2 см, распределена во внешней, непрерывной фазе).

При w_см > w_{см кр} - поток имеет эмульсионную структуру, диспергированная фаза представлена сферическими каплями диаметром 0,00001 - 0,001см. Дисперсную систему такой структуры называют эмульсией (микрогетерогенная дисперсная система из двух жидкостей, одна из которых образует изолированные капельки).

Капельная структура

Физические свойства водонефтяной смеси рассчитываются после предварительного определения типа водонефтяной смеси. В зависимости от расходной доли воды смесь может быть двух типов:

если b_в£ 0.5, то смесь будет типа вода (дискретная, внутренняя фаза) в нефти (непрерывная, внешняя фаза) ; обозначается В/Н;
если b_в> 0.5 , то смесь типа нефть (дискретная, внутренняя фаза) в воде (непрерывная, внешняя фаза); обозначается Н/В.

а) Поверхностное натяжение нефти на границе с водой:

где , - соответственно поверхностное натяжение на границе раздела нефть-газ; вода-газ, рассчитываемые по (38) и (67).

б) Истинные объемные доли фаз в потоке смеси. Для смеси типа В/Н:

где w_{в пр} - приведенная скорость воды,

- плотности воды и нефти при заданных Р,Т.

Истинная объемная доля внешней (непрерывной) фазы, т.е. нефти будет:

Для смеси типа (Н /В):

где w _{н пр} - приведенная скорость нефти,

Истинная объемная доля внешней фазы (воды) будет:

в) Плотность водонефтяной смеси на основе принципа аддитивности:

г) Кажущаяся динамическая вязкость водонефтяной смеси капельной структуры принимается равной динамической вязкости внешней фазы (мПа·с):

для смеси (В/Н):

для смеси (Н/В):

где µ_н, µ_в - вязкости нефти и воды при соответствующих Р и Т.

Эмульсионная структура

Физические свойства эмульсии рассчитывают, предварительно определив тип эмульсии, который оценивается по объемной расходной доле воды и критической скорости эмульсии:

Если - эмульсия типа (В/Н).

Если - эмульсия типа (Н/В)

а) Истинные обьемные доли фаз в эмульсии.

Учитывая, что в потоке эмульсии в силу высокой дисперсности практически отсутствует относительное движение фаз, их истинные обьемные доли принимаются равными расходным обьемным, т.е.:

б) Плотность водонефтяной эмульсии приближенно оценивается по формуле:

в) Кажущаяся динамическая вязкость эмульсии определяется ее типом и характером отклонения ее течения от ньютоновского, что оценивается по изменению скорости сдвига потока эмульсии. Особую трудность представляет вязкость эмульсии типа (В/Н), которая зависит от вязкости нефти µ_н, объемной расходной доли воды, скорости сдвига w_сд и дисперсности. Предварительно нужно определить скорость сдвига эмульсии при заданных Р и Т:

где - скорость водонефтяной смеси (64); - гидравлический диаметр трубы, м.

Расчет вязкости основан на использовании некоторого параметра А, учитывающего влияние скорости сдвига на вязкость:

где В - коэффициент, который зависит от А:

Существуют также графические зависимости для определения кажущейся вязкости эмульсии типа (В/Н).

Расчетный способ определения кажущейся вязкости эмульсии типа (Н/В) основывается на следующей зависимости:

Задача 6

Условие задачи: определить плотность и кажущуюся динамическую вязкость водонефтяной смеси, образующейся в процессе фонтанирования скважины, при Р и Т. Дебит скважины при стандартных условиях Q_жст; массовая расходная доля воды в продукции скважины n_в; диаметр колонны насосно-компрессорных труб, которой оборудована скважина, D_т; плотность нефти при стандартных условиях ρ_{н ст}; физические свойства фаз продукции при заданных Р и Т; плотность нефти ρ_н, воды ρ_в; вязкость нефти μ_н , воды μ_в; объемный коэффициент нефти b_н, воды b_в.

Варианты задачи: решение задачи осуществляется в соответствии с индивидуальным вариантом задания, установленным преподавателем. Варианты заданий приведены в таблице 1.7.

Таблица 1.7

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 1025; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 678 9 10 11 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!