2 Қоспалардың физика-химиялық қасиеттерін есептеу
Арластыру нәтижесінде алынған әр түрлі құрамдағы г қоспалардан алынған қоспалар құрамын анықтау үшін келесі формуланы пайдалануға болады:
Қалыпты жағдайдағы газ қоспалары үшін:
, (2.1)
мұндағы: Nij, Nis — ерітінділерді араластыру нәтижесінде алынған j-ерітіндідегі i компоненттің қоспадағы молярлық мөлшері;
Vj —қалыпты жағдайға келтірілген j ерітіндінің көлемі;
Мұнай қоспалары үшін:
,
(2.2)
мұндағы: nj — j –ші мұнайдағы моль саны.
l — араластырылатын мұнайлардың жалпы саны.
(2.2) теңдеуі әртүрлі агрегаттық күйдегі заттар қоспасына ортақ. Мысалы, бір коллекторда жұмыс істейтін, әртүрлі горизонттарды пайдаланушы ұңғылардан өндірілген мұнаймен бірге шығатын ілеспе газдың құрамын былай анықтауға болады
, (2.3)
мұндағы: Онj —j –ші ұңғыдағы газдан айырылған мұнай дебиті.
Гj —j –ші ұңғыдан өндірілген қабат мұнайының газ құрамы.
Кез-келген қоспалардың құрамын есептеуде, қоспалар пайда болатын заттар химиялық құрамы бойынша біртекті және химиялық реакциялар кезінде басқа заттар түзілмейтінін ескеру қажет.
Қоспадан кейбір компоненттерді тұтастай немесе бір бөлігін ғана алып тастағанда мұнайда қалған компоненттердің молярлық бөлшектерін келесідегідей анықтауға болады:
,
(2.4)
мұндағы: Ni — бастапқы құрамдағы i-ші компоненттің мольдік саны.
Niуд — қоспадан алынып тасталған i-ші компоненттің мольдік саны.
Niуд < Ni.
Егер компонент толық алынып тасталса Niуд = Ni.
Есеп 2.1
І-ші горизонттың 80 м3 газын және II горизонттың 20 м3 газын араластырғаннан пайда болған мұнай газындағы метанның мольдік санын анықтау керек. Газдардың мольдік құрамы І горизонт, %,: күкіртсутегі 20, көмір қостотығы 20, азот 40, метан 10, этан 5, бутан 5; II горизонт: метан 80, этан, пропан, бутан 5, пентан 5 .
Берілгені: I г II г
Көлемі 80 м3 20 м3
H2S 20% —
CO2 20% —
N2 40% —
Метан 10% 80%
Этан 5% 5%
Пропан — 5%
Бутан 5% 5%
Пентан — 5%
Табу керек: NCH4 СМ =?
Шешімі:
NCH4 СМ = (0.1*80+0.8*20) / (80+20) = 0.24
Есеп 2.2
Екі горизонттың да газдары (есеп 2.1-ді қара) көмірсутек емес компоненттерден тазартылады. Тазартылғаннан кейінгі қоспаның құрамын анықтау керек.
Берілгені:
I г II г
Көлемі 80 м3 20 м3
H2S 20% —
CO2 20% —
N2 40% —
Метан 10% 80%
Этан 5% 5%
Пропан — 5%
Бутан 5% 5%
Пентан — 5%
Табу керек: NCH4 ОСТ = ? NC2H6 ОСТ = ? NC3H8 ОСТ = ? NC4H10 ОСТ = ?
NC5H12 ОСТ = ?
Шешімі:
NСH4 ОСТ = (0.1 * 80 + 0.8 * 20) / (20 + 80 (1 - (0.2 + 0.2 + 0.4))) = 0.666
Қалған компоненттерге де осылай есеп жүргізу керек.
Есеп 2.3
Башкирлік, визейлік және пашийлік үш горизонттың қабат мұнайлары Бір жинағыш коллекторы арқылы мұнай дайындау қондырғысына келіп түседі.
Пайда болған мұнай газының құрамын анықтау керек, егер жинағыш коллекторға (м3/тәу): 101 башкирлік мұнай, 145 – визейлік мұнай, 204 – пашийлік мұнай келіп түсетін болса. Қабат мұнайының газқұрамы сәйкесінше әрбір горизонттікі, м3/м3; 33.0 - башкирлік, 39.2 -визейлік және 37.6 - пашийлік. Газ көлемі стандарттық шартқа келтірілген.
Берілгені:
Горизонт CH4,% C2H6,% C3H8,% C4H10,% C5H12,% CO2,% N2,%
Башкирлік 24.6 20.6 19.5 10.3 5.1 1.0 18.9
Визейлік 41.8 14.9 15.5 7,8 3.8 0.3 15.9
Пашийлік 34.5 14.1 18.2 8.2 2.8 0.2 22.0
Шешімі:
, 
VCH4s = (24.6 * 101 * 33.0 + 41.8 * 145 * 39.2 + 34.5 * 204 * 37.6) / (101 * 33.0 + 145 * 39.2 + 204 * 37.6) = 35%
Дәл осындай есептеулер басқа компоненттерге де жүргізіледі және шыққан нәтижелер кесте түрінде көрсетіледі.
-
CH4,%
C2H6,%
C3H8,%
C4H10,%
C5H12,%
CO2,%
N2,%
35.0
15.7
17.5
8.5
3.6
0.4
19.3
Өзіндік жұмысқа тапсырма
Есеп 2.1
Құрамы мен көлемі белгілі екі түрлі газдағы мұнай газының құрамын анықтау қажет.газдардың көлемі стандарттық шартта анықталған.
2.1 есебіне қажетті мәндер 2.1. кестеде көрсетілген.
Ееп 2.2
Газды дайындаудан кейін, мұнай газы құрамындағы көміртсутек емес компоненттерден ажыратылады. 2.1 есебіндегі шыққан қоспа құрамын бастапқы мәндер ретінде ала отырып, оның көмірсутек емес құрамын анықтау керек.
2.2 есебіне бастапқы берілгендер 2.2 кестеде берліген.
Есеп 2.3
Үш горизонттың қабат мұнайы жин.ағыш коллектор арқылы МДҚ-на келіп түседі. Әр мұнайдың тәуліктік шығыны, газқұрамы және ілеспе газдың құрамы белгілі болса, пайда болған мұнай газының құрамын анықтау керек. 1-ші және2-ші горизонттың мұнай газдарының құрамын 2.1 есептен алу керек.
2.3 есебіне вариант бойынша бастапқы мәліметтер 2.2-кестеде, газдардың тығыздығы мен мольдік массасы 2.3-кестеде келтірілген.
2.1-кесте
Вариант |
N горизонт |
Газ құрамы, % об. |
Көлем, м3 |
|||||||
С1 |
С2 |
С3 |
С4 |
С5+в |
СО2 |
N2 |
H2S |
V |
||
1 |
1 |
65.00 |
6.00 |
3.10 |
1.20 |
2,3 |
22.40 |
- |
- |
80 |
2 |
70.50 |
6.00 |
3.00 |
2.20 |
2,3 |
16.00 |
- |
- |
220 |
|
2 |
1 |
56.14 |
16,12 |
10,52 |
5.79 |
2,81 |
0.63 |
6.43 |
1,5 |
160 |
2 |
15,07 |
24.73 |
23.00 |
10.00 |
4 |
1.60 |
20,1 |
0.8 |
220 |
|
3 |
1 |
72.86 |
10,81 |
6.48 |
3.13 |
3,07 |
0.40 |
3.25 |
- |
180 |
2 |
70.20 |
2.91 |
1.09 |
1.09 |
1,34 |
0.61 |
22.76 |
- |
60 |
|
4 |
1 |
41.20 |
15.00 |
15.80 |
6.90 |
4 |
0.10 |
17.00 |
- |
600 |
2 |
89.04 |
1.18 |
1.66 |
1.39 |
2,62 |
4.11 |
- |
- |
200 |
|
5 |
1 |
70.72 |
0.97 |
0.46 |
0.34 |
0,6 |
26.91 |
- |
- |
150 |
2 |
75.87 |
4.22 |
3.36 |
1.24 |
0,65 |
14.66 |
- |
- |
300 |
|
6 |
1 |
84.78 |
3.09 |
2.07 |
1.34 |
1,8 |
6.75 |
0.17 |
- |
240 |
2 |
80.41 |
5.52 |
4.59 |
2.45 |
2,87 |
4.16 |
- |
- |
200 |
|
7 |
1 |
59.92 |
14.96 |
10,13 |
5.36 |
2,04 |
1.00 |
5.32 |
1,27 |
80 |
2 |
39.49 |
14.46 |
13,09 |
6.96 |
3,33 |
0.52 |
21.37 |
0,78 |
180 |
|
8 |
1 |
72.04 |
4.29 |
8.19 |
5.12 |
4,21 |
0.74 |
5.41 |
- |
120 |
2 |
63.87 |
6.41 |
8.47 |
7.10 |
5,03 |
1.48 |
7.64 |
- |
160 |
|
9 |
1 |
59.80 |
8.60 |
12,2 |
8.60 |
1,6 |
0.60 |
8.60 |
- |
150 |
2 |
26.90 |
14.22 |
32.60 |
18.30 |
2,93 |
1.20 |
3.85 |
- |
300 |
|
10 |
1 |
74.32 |
6.98 |
8.65 |
4.78 |
3,1 |
1.22 |
0.95 |
- |
130 |
2 |
69.89 |
10,25 |
8.99 |
4.47 |
4,34 |
1.68 |
0.38 |
- |
70 |
|
11 |
1 |
65.30 |
5.00 |
4.10 |
1.20 |
3,0 |
21.40 |
- |
- |
90 |
2 |
70.50 |
6.00 |
3.00 |
2.20 |
2,3 |
16.00 |
- |
- |
200 |
|
12 |
1 |
50.14 |
22,12 |
10,50 |
5.79 |
2,81 |
- |
6.45 |
2,13 |
160 |
2 |
15,07 |
24.73 |
23.00 |
10.00 |
4 |
1.60 |
20,1 |
0.8 |
210 |
|
13 |
1 |
72.06 |
11,61 |
6.50 |
3.11 |
3,07 |
0.40 |
3.25 |
- |
180 |
2 |
70.20 |
3,00 |
1.00 |
1.09 |
1,34 |
- |
22.76 |
0.61 |
50 |
|
14 |
1 |
41.20 |
15.00 |
15.80 |
6.90 |
4 |
0.10 |
17.00 |
- |
600 |
2 |
89.04 |
1.18 |
|
|
2,62 |
4.11 |
- |
- |
200 |
|
15 |
1 |
70.02 |
0.97 |
0.46 |
1.04 |
0,6 |
26.91 |
- |
- |
130 |
2 |
75.87 |
4.22 |
3.36 |
1.24 |
0,65 |
- |
14.66 |
- |
300 |
|
16 |
1 |
84.78 |
3.09 |
2.07 |
1.34 |
1,8 |
6.75 |
0.17 |
- |
200 |
2 |
80.41 |
5.52 |
4.59 |
2.45 |
2,87 |
4.16 |
- |
- |
100 |
|
17 |
1 |
59.92 |
14.96 |
10,13 |
5.36 |
2,04 |
1.00 |
5.32 |
1,27 |
80 |
2 |
39.49 |
12.46 |
13,09 |
8.96 |
3,33 |
1.52 |
20.37 |
0,78 |
280 |
|
18 |
1 |
72.04 |
5.29 |
8.19 |
5.02 |
4,21 |
0.84 |
4.41 |
- |
60 |
2 |
65.87 |
6.41 |
6.47 |
7.10 |
5,03 |
1.48 |
7.64 |
- |
160 |
|
19 |
1 |
60.80 |
8.60 |
11,2 |
8.60 |
1,6 |
0.60 |
8.60 |
- |
150 |
2 |
26.90 |
13.22 |
32.60 |
18.30 |
3,93 |
1.20 |
3.85 |
- |
250 |
|
20 |
1 |
75.32 |
6.98 |
8.65 |
4.78 |
2,1 |
1.22 |
0.95 |
- |
150 |
2 |
69.89 |
11,25 |
7.99 |
4.47 |
4,34 |
1.68 |
0.38 |
- |
70 |
|
21 |
1 |
65.00 |
6.00 |
3.10 |
1.20 |
2,3 |
22.40 |
- |
- |
80 |
2 |
72.50 |
5.00 |
3.00 |
2.20 |
3,3 |
14.00 |
- |
- |
200 |
|
22 |
1 |
56.14 |
16,12 |
10,52 |
5.79 |
2,81 |
0.63 |
6.43 |
1,5 |
60 |
2 |
15,07 |
24.73 |
23.00 |
10.00 |
4 |
1.60 |
20,1 |
0.8 |
210 |
|
2.1-кестенің жалғасы
22 |
1 |
56.14 |
16,12 |
10,52 |
5.79 |
2,81 |
0.63 |
6.43 |
1,5 |
60 |
2 |
15,07 |
24.73 |
23.00 |
10.00 |
4 |
1.60 |
20,1 |
0.8 |
210 |
|
23 |
1 |
72.66 |
10,81 |
6.68 |
3.00 |
3,20 |
0.40 |
3.25 |
- |
170 |
2 |
70.20 |
2.91 |
1.08 |
1.10 |
1,34 |
0.61 |
22.76 |
- |
50 |
|
24 |
1 |
41.20 |
18.00 |
12.80 |
6.90 |
4.50 |
0.10 |
16.50 |
- |
500 |
2 |
89.04 |
1.78 |
1.06 |
1.39 |
2,62 |
4.11 |
- |
- |
300 |
|
25 |
1 |
70.72 |
10.97 |
0.46 |
0.34 |
0,6 |
16.91 |
- |
- |
190 |
2 |
75.07 |
4.22 |
3.36 |
1.24 |
1,45 |
14.66 |
- |
- |
320 |
|
26 |
1 |
84.78 |
3.09 |
2.07 |
1.34 |
1,8 |
6.75 |
0.17 |
- |
250 |
2 |
80.41 |
5.52 |
4.59 |
2.45 |
2,87 |
3.16 |
- |
1.00 |
120 |
|
27 |
1 |
59.02 |
14.96 |
10,13 |
5.36 |
2,94 |
1.07 |
5.32 |
1,20 |
180 |
2 |
39.49 |
14.06 |
13,09 |
6.96 |
3,73 |
0.52 |
21.37 |
0,78 |
70 |
|
28 |
1 |
72.00 |
4.29 |
8.19 |
5.16 |
4,21 |
0.74 |
- |
5.41 |
200 |
2 |
63.87 |
6.40 |
8.47 |
7.10 |
5,04 |
1.48 |
- |
7.64 |
160 |
|
29 |
1 |
69.80 |
8.60 |
2,2 |
6.60 |
1,6 |
2.60 |
8.60 |
- |
250 |
2 |
26.90 |
14.22 |
32.60 |
18.30 |
2,93 |
1.20 |
- |
3.85 |
360 |
|
30 |
1 |
74.30 |
7.00 |
8.65 |
4.78 |
3,1 |
1.22 |
- |
0.95 |
130 |
2 |
69.89 |
10,05 |
8.99 |
4.47 |
4,54 |
1.68 |
0.38 |
- |
270 |
2.2-кесте
Варианттар |
Горизонт. саны |
Газ құрамы, % об. |
Q, м3/сут |
Г, м3/м3 |
||||||||||
С1 |
С2 |
С3 |
С4 |
С5+в |
СО2 |
N2 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
||
1 |
3 |
41.0 |
19.5 |
18.3 |
6,4 |
2,8 |
- |
12.0 |
70 |
85 |
90 |
200 |
80 |
96 |
2 |
3 |
86.8 |
4.50 |
3.00 |
2 |
3,2 |
0.4 |
0.10 |
80 |
90 |
100 |
200 |
240 |
300 |
3 |
3 |
85.1 |
5.00 |
1.00 |
1.00 |
2.80 |
5.0 |
0.10 |
80 |
60 |
40 |
120 |
60 |
80 |
4 |
3 |
69.2 |
10.0 |
10.0 |
5.00 |
5.00 |
0.7 |
0.10 |
20 |
56 |
63 |
54 |
40 |
60 |
5 |
3 |
53.0 |
9.00 |
11,2 |
10.0 |
5.80 |
1.0 |
10.0 |
100 |
80 |
38 |
70 |
130 |
105 |
6 |
3 |
41.20 |
15.00 |
15.8 |
6.90 |
4.00 |
0.10 |
17.00 |
66 |
85 |
92 |
62 |
58 |
50 |
7 |
3 |
38.50 |
21.00 |
20.0 |
8.00 |
3.50 |
- |
9.00 |
120 |
250 |
80 |
40 |
80 |
180 |
8 |
3 |
29.60 |
16.00 |
16.5 |
8.80 |
3.50 |
0.60 |
27.00 |
67 |
33 |
22 |
25 |
15 |
90 |
9 |
3 |
53.60 |
14.90 |
12,7 |
7.70 |
2.60 |
4,8 |
3.70 |
85 |
116 |
55 |
42 |
78 |
15 |
10 |
3 |
46.50 |
21.40 |
14.4 |
4.50 |
2.20 |
- |
11.00 |
26 |
90 |
44 |
30 |
60 |
80 |
11 |
3 |
35.0 |
19.5 |
18.3 |
6,4 |
2,8 |
6.0 |
12.0 |
70 |
90 |
100 |
200 |
100 |
60 |
12 |
3 |
86.0 |
4.50 |
3.08 |
2.5 |
3,2 |
0.4 |
0.5 |
80 |
50 |
120 |
100 |
240 |
300 |
13 |
3 |
85.0 |
5.00 |
1.10 |
1.00 |
2.80 |
5.0 |
0.10 |
100 |
60 |
40 |
120 |
160 |
80 |
14 |
3 |
69.0 |
10.0 |
10.2 |
5.20 |
5.00 |
0.5 |
0.10 |
120 |
56 |
63 |
90 |
40 |
160 |
15 |
3 |
53.0 |
9.00 |
11,2 |
10.0 |
5.80 |
1.0 |
10.0 |
100 |
50 |
41 |
70 |
180 |
105 |
16 |
3 |
41.20 |
15.00 |
10.8 |
6.90 |
4.00 |
5.10 |
17.00 |
66 |
75 |
92 |
32 |
58 |
150 |
17 |
3 |
38.50 |
21.00 |
20.0 |
8.00 |
3.50 |
- |
9.00 |
120 |
250 |
80 |
40 |
80 |
180 |
18 |
3 |
30.60 |
15.00 |
16.5 |
5.80 |
3.50 |
3.60 |
27.00 |
67 |
33 |
20 |
25 |
15 |
90 |
19 |
3 |
53.60 |
12.90 |
12,7 |
9.70 |
2.60 |
4,8 |
3.70 |
85 |
106 |
55 |
47 |
78 |
15 |
20 |
3 |
45.50 |
20.40 |
14.4 |
4.50 |
2.20 |
2.00 |
11.00 |
26 |
92 |
44 |
30 |
68 |
80 |
21 |
3 |
41.0 |
19.5 |
17.3 |
6,4 |
2,8 |
- |
13.0 |
70 |
95 |
90 |
205 |
80 |
98 |
22 |
3 |
86.5 |
4.50 |
3.00 |
2.3 |
3,2 |
0.4 |
0.10 |
88 |
90 |
100 |
200 |
245 |
300 |
23 |
3 |
85.1 |
5.00 |
1.20 |
1.00 |
2.60 |
5.0 |
0.10 |
80 |
60 |
55 |
124 |
60 |
80 |
24 |
3 |
66.2 |
11.0 |
10.0 |
5.00 |
7.00 |
0.7 |
0.10 |
25 |
56 |
69 |
54 |
40 |
60 |
25 |
3 |
54.0 |
8.00 |
11,2 |
10.0 |
5.50 |
1.3 |
10.0 |
107 |
80 |
37 |
70 |
130 |
105 |
26 |
3 |
41.20 |
15.00 |
15.8 |
6.90 |
4.00 |
0.10 |
17.00 |
60 |
85 |
97 |
62 |
58 |
52 |
2.2- кестенің жалғасы
27 |
3 |
35.50 |
21.00 |
20.0 |
8.00 |
3.50 |
3.00 |
9.00 |
120 |
250 |
50 |
40 |
60 |
180 |
28 |
3 |
29.30 |
16.00 |
16.5 |
8.80 |
3.50 |
0.90 |
27.00 |
67 |
39 |
22 |
36 |
15 |
90 |
29 |
3 |
50.60 |
14.90 |
12,7 |
10.7 |
2.60 |
4,8 |
3.70 |
85 |
135 |
55 |
49 |
78 |
17 |
30 |
3 |
46.50 |
20.40 |
14.4 |
4.50 |
3.20 |
- |
11.00 |
30 |
90 |
44 |
45 |
63 |
80 |
2.3-кесте. Газдардың молекулалық массасы мен тығыздығы
Газ |
Тығыздық, кг/м3 при |
Молекулалық масса, кг/моль |
Мольдік көлем ҚЖ, м3/кмоль |
|
0о С |
20о С |
|||
Метан |
0,7172 |
0,6673 |
16 |
22,36 |
Этан |
1,3548 |
1,2507 |
30 |
22,16 |
Пропан |
2,0090 |
1,8342 |
44 |
21,82 |
Изобутан |
2,6803 |
2,4176 |
58 |
21,75 |
Н-бутан |
2,7010 |
2,4176 |
58 |
21,50 |
Изопентан |
3,4531 |
3,0013 |
72 |
20,87 |
Н-пентан |
3,4531 |
3,0013 |
72 |
20,87 |
Гексан |
3,7484 |
3,5848 |
86 |
22,42 |
Гептан |
4,4731 |
4,1680 |
100 |
22,42 |
Диоксид углерода |
1,9767 |
1,8307 |
44 |
22,26 |
Сероводород |
1,5358 |
1,4311 |
34 |
22,14 |
Оксид углерода |
1,2499 |
1,1652 |
28 |
22,41 |
Водород |
0,0898 |
0,0837 |
2 |
22,43 |
Азот |
1,2501 |
1,1654 |
28 |
22,40 |
Гелий |
0,1784 |
0,1664 |
4 |
22,42 |
Аргон |
1,7843 |
1,6618 |
40 |
22,39 |