10. Фазовые состояния углеводородных систем. Фазовые диаграммы.

У глеводородные газы, подобно всем индивидуальным веществам, изменяют свой объём при изменении давления и температуры. На рис.1 представлена диаграмма фазового состояния для чистого этана. Каждая из кривых соответствует фазовым изменениям при постоянной температуре и имеет три участка: Ж,Ж+Г,Г. Штриховая линия М1М2К-кривая точек кипения этана. К1К2К- кривая точек конденсации (или точек росы). В точке К пунктирной линии кривые кипения(парообразования) и конденсации сливаются. Эта точка называется критической. При увеличении Р метан будет в газ.состоянии. С приближением температуры и давления к критическим значениям свойства газовой и жидкой фаз становятся одинаковыми, поверхность раздела между ними исчезает, и плотности их уравниваются. Следовательно, с приближением к критической точке по кривой начала кипения плотность жидкой фазы будет непрерывно убывать. Если же к ней приближаться по линии точек конденсации, то плотность пара будет непрерывно возрастать. Для индивидуальных углеводородов граничным давлением между жидкой и газовой фазой является давление упругости паров (при данной температуре), при котором происходит конденсация или испарение. Обе фазы (жидкость и пар) при данной температуре присутствуют в системе только в том случае, если давление равно упругости насыщенного пара над жидкостью. Давление при котором газ начинает конденсироваться называется давлением насыщения для газа. Фазовые превращения углеводородов можно также представить в координатах давление-температура рис.2. ОК-характеризует 2-х фазное состояние (Ж+Г). Из рис.2 следует, что путём соответствующих изменений давления и температуры углеводороды можно перевести из парообразного состояния в жидкое, минуя двухфазную область. Газ, характеризующийся параметрами точки А можно изобарически нагреть до температуры точки В, а затем, повысив давление в системе при постоянной температуре, перевести вещество в область точки С, расположенную выше критической точки К, и далее в область точки Д. Свойства системы при этом изменяются непрерывно, и разделения углеводорода на фазы не произойдёт. При дальнейшем охлаждении системы (от точки С до точки Д), а затем при снижении давления до точки Е вещество приобретёт свойства жидкости, минуя область двухфазного состояния.

11. Ретроградные процессы при разработке газоконденсатных месторождений.

Я вления существования двух фаз при изотермическом или изобарическом расширении (сжатии) смеси в области выше критических температур и давлений называются ретроградными явлениями или процессами обратного испарения и конденсации. Изотермические ретроградные явления происходят только при температурах выше критической и ниже максимальной двухфазной температуры. Изобарические процессы испарения и конденсации наблюдаются между критическим и максимальным двухфазным давлением. Понятие газоконденсатный фактор (К^о) отношение количества (дебита) газа в м³ к количеству стабильного конденсата в м³. Величина, обратная газоконденсатному фактору, называется выход конденсата. Нефть и конденсат, полученные непосредственно на промысле при данных температурах и давлениях, называются сырыми. Нефть и конденсат прошедшие процессы дегазации (сепарации), стабилизации при стандартных условиях называются стабильными.

«Критическая точка» (точка К на рис. 1) соответствует значениям давления и температуры, при которых свойства каждой фазы становятся идентичными. «Критическая температура» — температура, соответствующая критической точке. «Критическое давление» — давление, соответствующее критической точке. «Кривая А точек начала кипения» — кривая, при которых при переходе вещества из жидкого состояния в область двухфазного состояния образуется первый пузырек газа. «Кривая точек росы b» — кривая, при которых при переходе вещества из парообразного состояния в область двухфазного состояния образуется первая капелька жидкости. «Двухфазная область» — область, внутри которой газ и жидкость находятся в состоянии равновесия. Креотерма (М) — наивысшая температура, при которой жидкость и пар могут сосуществовать в равновесии. Креобара (N) — наибольшее давление, при котором жидкость и пар могут сосуществовать в равновесии. «Ретроградная область» (закрашенная площадь на рис. 1) — любая область, в пределах которой конденсация или парообразование происходят в направлении, обратном обычным фазовым изменениям.

«Ретроградная конденсация» (ограничена кривой KDM) означает, что жидкость конденсируется или при снижении давления при постоянной температуре (линия ABD), или при увеличении температуры при постоянном давлении (линия FGA). «Ретроградное испарение» (ограничена кривой NHK) означает, что образование пара происходит при уменьшении температуры при постоянном давлении (линия AGF) или при увеличении давления при постоянной температуре (линия DBA).