62. Особенности расчета нефтяных и газовых промысловых коллекторов.

Особенностью гидравлического расчета промысловых трубопроводов является учет свойств среды, которая является многофазной и неоднородной.

При транспорте продукций нефтяных скважин различают две методики расчета промысловых трубопроводов:

1. предназначена для расчета трубопроводов, транспортирующих нефтяные эмульсии;

2. предназначена для расчета трубопроводов, транспортирующих газонасыщенные нефти.

При транспорте продукции газовых скважин при расчетах учитывается наличие конденсата в транспортируемой среде.

Коллекторы представляют собой трубопроводы с переменным по длине расходом. Потери напора в таком коллекторе складываются из потерь напора на трение на каждом участке:

                                                                                                  /39/

где n - число участков длиной l_i; h_i - потери напора на трение на i-м участке коллектора.

Нефтебазовые коллекторы имеют постоянный диаметр с отбором нефтепродукта через равные промежутки длиной l , определяемые расстоянием между сливно-наливными стояками.

Для удобства расчета коллектора потери напора h_i лучше вычислять по формуле Лейбензона:

                                                                               /40/

Тогда потери напора в коллекторе можно записать следующим образом:

                                                                    /41/

где q - расход нефтепродукта в одном сливно-наливном стояке.

Приняв q_n= Q , т.е. максимальному расходу нефтепродукта в коллекторе, anl= L, т.е. расчетной длине коллектора, можем записать:

                                                         /42/

Выражение в скобках показывает, во сколько раз потери напора в коллекторе с переменным расходом меньше потерь напора в трубопроводе той же длины с постоянным расходом Q .

Исследуем полученное уравнение /42/ для различных режимов течения.

При ламинарном режиме 

                                                        /43/

Поскольку   , то

                                                                               /44/

Т.е. в коллекторах с переменным расходом при ламинарном режиме потери напора на трение примерно равны 1/2 гидравлического сопротивления трубопровода той же длины с постоянным расходом.

При развитом турбулентном режиме течения (   ₎

                               /45/

Поскольку   , то

                            /46/

Т.е. при развитом турбулентном режиме потери напора на трение в коллекторе с переменным расходом в 3 раза меньше потерь напора в трубопроводе с постоянным расходом.

63. Гидраты природных газов и методы борьбы с ними.

Природные газы в определенных термодинамических условиях вступают в соединения с водой и образуют гидраты, которые, скапливаясь в промысловых и магистральных газопроводах, существенно увеличивают их гидравлическое сопротивление, и, следовательно, снижают их пропускную способность. Гидраты представляют собой соединения молекулярного типа, возникающие за счёт Ван-дер-Ваальсовых сил притяжения. Образующиеся при этом полости между молекулами воды полностью или частично заполняются молекулами газа. Гидраты природных газов представляют собой неустойчивые соединения, которые при повышении температуры или понижении давления разлагаются на газ и воду.

Условия гидратообразования:

1 . Наличие термодинамических условий существования гидратов

Оценивается по равновесным кривым гидратообразования. Здесь 1<2<3. Над кривой гидраты существуют. После бутана газы гидратов не образуют.

2. Газ по воде должен быть в насыщенном состоянии (капельная вода).

Оценивается по кривым влагосодержания газа в насыщенном состоянии. Здесь Р1<P2<P3. График показывает, сколько воды может содержать газ в виде паров.

З она фактического гидратообразования определяется построением следующего графика

( t) и (W) – параметры газа, определяемые по графикам 1 и 2.

Участок а-б это участок гидратообразования.