Расчет показателей адиабаты газоконденсатных смесей по составу газа Астраханского газоконденсатного месторождения

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Геология


Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

РАЗРАБОТКА И БУРЕНИЕ НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
УДК [553. 1: 536. 711]:553. 981 (470. 46)
В. С. Семенякин, В. Н. Шевяхова Астраханский государственный технический университет
РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АДИАБАТЫ ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ СМЕСЕЙ ПО СОСТАВУ ГАЗА АСТРАХАНСКОГО ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Будем искать значение показателя адиабаты газоконденсатной смеси у в зависимости от давления Ру и температуры Ту на устье газоконденсатной скважины, используя среднестатистические значения состава газа, критических параметров и производных величин.
По методике, изложенной в [1], удельная теплоемкость газа при постоянном давлении определяется по формуле
сР = Ср +АеР, (1)
где Ср — изобарная удельная теплоемкость газа при атмосферном давлении и заданной температуре- АсР — поправка на заданное давление.
Значение сР для газа известного состава определяется по формуле
сР = ЪА, (2)
г=1
где сР — изобарная удельная теплоемкость г-го компонента газовой смеси при атмосферном давлении и заданной температуре- - массовая доля г-го
компонента газовой смеси- т — количество компонентов в составе газа. Изобарная удельная теплоемкость сР рассчитывается по формуле
сРг = Щ + п2Ог + п3Иг + N /п, (3)
где-, Gг¦, Иг, N — величины, определяемые для каждого г-го компонента
газовой смеси по таблице из [1]- п = Т/100, где Т — заданная температура, К.
В таблице приведен расчет изобарной удельной теплоемкости срР с использованием среднестатистических значений состава газа, температуры Ту и давления Ру на устье скважин, критических параметров газа Ткр, Ркр.
Расчет изобарной удельной теплоемкости с00
по среднестатистическим значениям состава газа и температуры на устье скважины (Ту = 336,8 К, Ру = 24,1 МПа, Тпр = 1,3, Рпр = 4,1, г = 0,65, п = 3,368)
Состав газа Дж/(кг ¦ К) игО" Дж/(кг- К) и3Н" Дж/(кг ¦ К) Н/и, Дж/(кг- К) 4, Дж/(кг ¦ К) 4 срі, Дж/(кгК)
компонента % моль % мас. Чі
Метан 55,59 34,56 0,3456 1 971,02 -172,64 -1,11 551,54 2 348,81 811,75
Этан 2,35 2,74 0,0274 2 106,92 -291,06 13,75 99,26 1 928,87 52,85
Пропан 1,12 1,91 0,0191 2 233,93 -371,71 23,80 -23,22 1 862,80 35,58
Изобутан 0,20 0,45 0,0045 2 295,36 -417,31 29,00 -50,03 1 857,02 8,36
н-Бутан 0,39 0,88 0,0088 2 216,58 -376,36 24,57 0,11 1 864,90 16,41
Изопентан 0,26 0,73 0,0073 2 251,14 -393,49 26,55 -45,43 1 838,77 13,42
н-Пентан 0,16 0,45 0,0045 2 214,86 -383,51 25,56 -3,33 1 853,58 8,34
Гексан 0,17 0,57 0,0057 2 224,90 -394,40 27,09 -13,60 1 843,99 10,51
Г ептан + в 0,06 0,23 0,0023 2 224,23 -398,02 28,16 -14,95 1 839,42 4,23
Сероводород 25,97 34,31 0,3431 643,22 -175,59 16,77 151,71 636,11 218,25
Углекислый газ 13,33 22,74 0,2274 867,13 -220,39 20,48 205,58 872,80 198,47
Азот 0,40 0,43 0,0043 732,37 -182,96 17,27 458,14 1 024,82 4,41
ИТОГО 100,00 100,00 1,0000 1 382,58
Поправка на заданное давление на устье скважин ДсР определяется по графику зависимости ДсР от приведенных параметров Тпр и Рпр из [1]:
Тпр = Ту / Ткр =336,8 / 260,8 = 1,3-
Рпр = Ру / Ркр =24,1 / 5,92 = 4,1-
ДсР = 1 330,7 Дж/(кг-К).
По формуле (1) определяем изобарную удельную теплоемкость газовой смеси:
срг = 1 382,6 + 1 330,7 = 2 713,3 Дж/(кг-К).
Удельную теплоемкость газовой смеси при постоянном объеме Суг определим, пользуясь формулой Майера [2]:
Суг СРг- К, (4)
где Кг — газовая постоянная.
Пользуясь универсальной газовой постоянной Ят = 8 314 Дж/(кмоль-К) и среднестатистическим значением молекулярной массы газовой смеси Мг = 25,8 кг/кмоль, определяем значение газовой постоянной для среднестатистического состава газа Кг по формуле
Кг = К /Мг. (5)
Тогда Кг = 8 314 / 25,8 = 322,3 Дж/(кг-К),
СУг= 2 713,3 — 322,3 = 2 391 Дж/(кг-К).
Для расчета показателя адиабаты газоконденсатной смеси воспользуемся среднестатистическим значением расходного массового газосо-держания х = 0,77, полученным по данным замеров на контрольных сепа-
раторах. Поскольку удельная теплоемкость жидкой фазы (конденсата) Сж на Астраханском газоконденсатном месторождении не замерялась, введем её оценку по удельной теплоемкости бензина, равной 2 100 Дж/(кг-К) [2]. Подставим исходные данные в формулу:
У = [ хСрт + (1 — х) Сж ] /[ хСуг + (1 — х) Сж ] = 0,77 2 713,3 + 0,23 2 100 2 572,24
0,77 2 391 + 0,23 2 100 2 324,07
= 1,107. (6)
Если показатель адиабаты рассчитать только по удельным теплоемкостям газовой смеси, то получим значение показателя адиабаты для газа:
К = Срг / СУг = 2 713,3 / 2 391 = 1,135.
Таким образом, наличие жидкой фазы в газоконденсатной смеси приводит к уменьшению значения показателя адиабаты по сравнению с однофазной газовой смесью. В данном случае это уменьшение составляет 2,5% в среднем.
Для подтверждения вышеизложенного проведем анализ уравнений. Определим газовую постоянную и молекулярную массу среднестатистического состава газоконденсатной смеси, т. е. Ксм и Мсм. Из формулы (6) следует, что:
СРсм х СРг + (1 — х) Сж — (7)
Сусм х СУГ + (1 х) Сж. (8)
Из формулы Майера находим:
Ясм СРсм — Сусм х (СРг — СУГ) хЯг. (9)
Тогда Ясм = 2 572,24 — 2 324,07 = 248,2 Дж/(кг-К)
или Ясм = 0,77- 322,3 = 248,2 Дж/(кг-К).
Молекулярная масса газоконденсатной смеси определяется по формуле
Мсм = Ят / Ясм = Ят / хЯг = Мг / х. (10)
Тогда Мсм = 8 314 / 248,2 = 33,5 кг/кмоль. Пользуясь среднестатистическим значением молекулярной массы газовой смеси Мг = 25,8 кг/кмоль и расходного массового газосодержания х = 0,77, получим тот же результат:
Мсм = 25,8 / 0,77 = 33,5 кг/кмоль,
что подтверждает правильность сделанных допущений.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Инструкция по комплексному исследованию газовых и газоконденсатных пластов и скважин / Под ред. Г. А. Зотова, З. С. Алиева. — М.: Недра, 1980.
2. КухлингХ. Справочник по физике. — М.: Мир, 1982.
Получено 26. 10. 05
INDICES CALCULATION OF ADIABAT OF GAS-CONDENSATE MIXTURES ON GAS COMPOSITION OF THE ASTRAKHAN GAS-CONDENSATE FIELD
V. S. Semenyakin, V. N. Shevyahova
In practice of gas-condensate wells operation, problems connected to the formation of gas-hydrates frequently arise. As a rule, to solve such a problem a gas condensate flow is heated near the wellhead up to the certain temperature with the account of heat-mass transfer on the length of blowing lines. According to the calculations, the index of the adiabat of gas condensate flow differs from the gas one on 2,5%. At calculation of heating conditions of gas-condensate mixture in well loops one should use an index of adiabat of gas-condensate mixture.

Показать Свернуть
Заполнить форму текущей работой