Методичні вказівки

Залежно від складу розрізняють природні гази газових, газоконденсатних і нафтогазоконденсатних родовищ. Крім вуглеводнів метанового ряду і парів води, в природному газі можуть знаходитись невуглеводневі компоненти (азот, вуглекислий газ, сірководень, інертні гази). Для визначення багатьох фізичних властивостей природного газу використовують рівняння стану – аналітичну залежність між тиском, об’ємом, температурою і масою газу. Ідеальні гази підпорядковуються рівнянню стану Клапейрона-Менделеєва. Для врахування відхилення властивостей реального газу від ідеального в це рівняння вводиться емпіричний коефіцієнт, що отримав назву коефіцієнта стисливості газу і є функцією тиску, температури і складу газу або застосовуються більш складні параметричні залежності між тиском, абсолютною температурою та об’ємом газу. Значення основних параметрів природних газів (густина, динамічний коефіцієнт в’язкості і коефіцієнт стисливості газу) визначають експериментально, за графічними чи аналітичними залежностями. В технологічних розрахунках широко використовуються теплофізичні і термодинамічні властивості газів і газоконденсатних сумішей.

У природному газі завжди містяться пари води, які при зміні термодинамічних умов по шляху його руху конденсуються, утворюючи на вибоях свердловин і в промислових комунікаціях рідинні пробки. При певних умовах вода з газом утворює кристалічні тверді речовини – гідрати.

При русі газу через місцеві опори спостерігається ефект Джоуля-Томсона, фізична суть якого полягає в зниженні температури газу при його дроселюванні (адіабатичному розширенні). Цей ефект використовується в процесах підготовки газу до транспорту, для виділення газовіддаючих інтервалів в продуктивному розрізі свердловин і в інших технологічних процесах, пов’язаних з видобуванням газу.

При вивченні цього розділу потрібно звернути особливу увагу на фізичний зміст, методи визначення та область використання параметрів, що характеризують фізико-хімічні властивості природного газу.

Особливістю газоконденсатних родовищ є значний вміст в газі важких вуглеводнів – фракцій С₅Н₁₂+вищі. Розробка газоконденсатних родовищ на режимі виснаження пластової енергії супроводжується фазовими перетвореннями вуглеводневої суміші, що призводить до випадання з газу частини важких вуглеводнів в області зміни тиску від початку конденсації до максимальної конденсації вуглеводневої суміші. Студент повинен вміти пояснити фізичну суть ретроградних процесів і характер зміни в процесі зниження тиску фізико-хімічних властивостей газу і конденсату, пластових втрат конденсату і вмісту його в газі. Студент повинен знати методи аналітичного розрахунку фазових перетворень газоконденсатної суміші. Потрібно вміти провести класифікацію покладів нафти і природних газів за даними про початковий фазовий стан і склад вуглеводневої суміші, оцінити тип покладу за початковим складом пластового газу, знати, що представляють собою газ – газогідратні поклади.

Питання для самоперевірки

2.1 Дайте характеристику основних параметрів, що характеризують фізико-хімічні властивості природного газу.

2.2 Як визначити густину і в’язкість газу відомого складу при заданих тиску і температурі?

2.3 Дайте характеристику методів визначення коефіцієнта стисливості газу.

2.4 Як визначити коефіцієнт стисливості газу відомого складу при заданих тиску і температурі?

2.5 Визначення теплоємності газу відомого складу при заданих тиску і температурі.

2.6 Від яких факторів залежить вологовміст природного газу?

2.7 Як визначити вологовміст природного газу відомого складу при заданих тиску і температурі та мінералізації пластової води?

2.8 Поясніть фізичну суть ефекту Джоуля-Томсона.

2.9 Визначення диференціального дросель-ефекту при заданих тиску і температурі і відомому складі газу.

2.10 Приведіть приклади використання ефекту Джоуля-Томсона у процесах видобування газу.

2.11 Дайте характеристику кристалогідратів природних газів. Які фактори впливають на процес гідратоутворення?

2.12 Які гази утворюють гідрати з водою?

2.13 Охарактеризуйте структури гідратів природних газів.

2.14 Нарисуйте і поясніть рівноважну криву утворення гідратів природних газів.

2.15 Охарактеризуйте шляхи боротьби з гідратоутворенням.

2.16 Охарактеризуйте можливі напрями використання газогідратів в техніці.

2.17 Охарактеризуйте фізичну суть ретроградних явищ при розробці газоконденсатних родовищ.

2.18 Нарисуйте і поясніть діаграму фазових перетворень вуглеводневої суміші при зниженні тиску.

2.19 Нарисуйте і поясніть ізотерму пластових втрат вуглеводневого конденсату і криву залежності вмісту конденсату в пластовому газі від тиску.

2.20 Дайте класифікацію покладів нафти і газу за складом і початковим фазовим станом вуглеводневої суміші, використовуючи діаграму фазових перетворень.

2.21 Охарактеризуйте типи газоконденсатних родовищ і покажіть їх розміщення на діаграмі фазових перетворень вуглеводневої суміші.

2.22 Як визначити тип покладу за початковим складом пластового газу?

2.23 Дайте характеристику методів розрахунку фазових перетворень газоконденсатної суміші.

2.24 Приведіть порядок розрахунку процесу диференціальної конденсації газоконденсатної суміші.