Типовые задачи Типовая задача 5.1

Пластовая вода плотностью 1086 кг/м³ и нефть плотностью 840 кг/м³ при добыче образуют эмульсию. Рассчитать плотность эмульсии, если известно, что она содержит 45% чистой воды, а минерализация обусловлена NaCl или CaCl₂.

Решение

Плотность эмульсии определяется по формуле

Исходя из плотности пластовой воды по таблице находим соответствующее содержание растворенных солей Х, %:

при ρ_в = 1086 кг/м³ Х = 12%

Рассчитываем содержание воды и растворенных солей в эмульсии:

,

Плотность эмульсии:

Типовая задача 5.2

Рассчитать содержание чистой воды в нефтяной эмульсии, если плотность эмульсии равна 980 кг/м³, плотность воды 1197 кг/м³, а минерализация обусловлена NaCl или CaCl₂.

Решение:

Содержание воды в нефтяной эмульсии определяется по формуле:

Исходя из плотности пластовой воды по таблице 5.1из находим соответствующее содержание растворенных солей Х в %

при ρ_в = 1197 кг/м³ Х = 20%

Рассчитываем содержание чистой воды в эмульсии:

,

Приложение к разделу 5

Таблица 5.1

Плотность растворов неорганических солей

NaCl (20*)		CaCl2 (20*)
Х, %	ρ, кг/м3	Х, %	ρ, кг/м3
1	1005,3	1	1007,0
2	1012,5	2	1014,8
4	1026,8	4	1031,6
6	1041,3	6	1048,6
8	1055,9	8	1065,9
10	1070,7	10	1083,5
12	1085,7	12	1101,5
14	1100,9	14	1119,8
16	1116,2	16	1138,6
18	1131,9	18	1157,8
20	1147,8	20	1177,5
22	1164,0	25	1228,4
24	1180,4	28	1260,3
26	1197,2	30	1281,6
-	-	35	1337,3
-	-	40	1395,7

Типовая задача 5.3

В сборный коллектор после первой ступени сепарации дожимными насосами перекачивается обводненная продукция L скважин с дебитами Q_j, м³/сут (в условиях сборного коллектора). Массовая обводненность продукции каждой j-той скважины в условиях сборного коллектора составляет W_j. Известны значения плотности нефти ρ_н и воды ρ_в после дожимных насосов.

Найти:

• массовую долю воды в смеси продукций всех скважин (массовую обводненность);

• плотность эмульсии в сборном коллекторе (плотность смеси эмульсий всех скважин).

Решение:

1. Определение массовой обводненности смеси продукции скважин.

Известно, что массовая доля компонента в смеси g_i – это отношение массы i-го компонента к суммарной массе смеси L компонентов (1.1).

1≤ i≤ L.

В частном случае, массовая доля воды в водонефтяной эмульсии W -это отношение массы воды в эмульсии к массе водонефтяной эмульсии:

, (5.18)

где m_э – масса водонефтяной эмульсии, кг,

m_э = m_в + m_н, (5.19)

где m_н - масса нефти в эмульсии, кг.

Исходя из уравнений (1.1) и (5.18), можем записать:

. (5.20)

Из уравнения (5.18) следует, что масса воды в продукции j-той скважины равна:

m_вj = W_j∙m_эj. (5.21)

Тогда уравнение (5.20) примет вид:

(5.22)

Зная дебит скважины, массу эмульсии j-той скважины можно рассчитать по уравнению:

m_эj = Q_j ∙ρ_эj ∙t, (5.23)

где t - время, с.

Учтем, что плотность эмульсии - это

. (5.24)

Подставляем уравнения (5.23) и (5.24) в уравнение (5.22):

После преобразований получаем:

. (5.25)

Подставляем числовые значения из условия задачи, получим:

W_см = 0,0645 / 0,3996 = 0,16

2. Определение плотности эмульсии в сборном коллекторе.

По определению, плотность смеси веществ - отношение массы к объему этой смеси:

. (5.26)

По этому определению и условиям задачи можем записать:

(5.27)

Зная дебит скважины, объем эмульсии j-той скважины можно рассчитать по уравнению:

V_эj = Q_j∙t (5.28)

Подставив (5.23) и (5.28) в (5.27) , получим:

(5.29)

С учетом выражения (5.24) для плотности эмульсии:

(5.30)

Подставляя значения параметров из условия задачи, получаем:

ρ_см = 357422,5 / 404 = 884,7 кг/м³

Задание для самостоятельной работы по теме 5

Задача 5.1

Пластовая вода известной плотностью и нефть известной плотностью при добыче образуют эмульсию. Рассчитать плотность эмульсии, если известно, скольков ней содержится чистой воды, а минерализация обусловлена NaCl или CaCl₂и выразить ее в размерности кг/м³. Результат вычислений округлить с точностью до десятых по правилам округления.

Исходные данные

Задача 5.2

Рассчитать содержание чистой воды в нефтяной эмульсии, если известна плотность эмульсии, плотность нефти и плотность воды, а минерализация обусловлена NaCl или CaCl₂ Результат вычислений округлить с точностью до десятых по правилам округления.

Исходные данные

Задача 5.3

В сборный коллектор после первой ступени сепарации дожимными насосами перекачивается обводненная продукция L скважин с дебитами Q_j, м³/сут (в условиях сборного коллектора). Массовая обводненность продукции каждой j-той скважины в условиях сборного коллектора составляет W_j. Известны значения плотности нефти ρ_н и воды ρ_в после дожимных насосов.

Найти:

• массовую долю воды в смеси продукций всех скважин (массовую обводненность);

• плотность эмульсии в сборном коллекторе (плотность смеси эмульсий всех скважин).

Исходные данные

Таблица 5.2