Карповского месторождения
.pdf
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
Консорциум « Н е д р а »
54
Следуя данной классификации, из табл. 6.2 видно, что 55,55 % протяженности высоконапорных и 33,33 %
низконапорных водоводов отработали нормативный срок эксплуатации, установленный продолжительностью 10 лет в нефтедобывающей промышленности (РД 39-132-94 [4]).
Требованиями к рабочим агентам для заводнения [9]
Основными технологическими требованиями к рабочим агентам для заводнения являются:
−сохранение устойчивой приемистости нагнетательных скважин;
−предотвращение осложнений при эксплуатации водоводов и оборудования системы заводнения из-за отложения неорганических солей;
−предупреждение коррозионного износа водоводов системы заводнения и оборудования скважин;
−предупреждение бактериальной жизнедеятельности в призабойной зоне нагнетательных скважин.
На основании данных технических требований формируется требования к качеству подготовки закачиваемых вод.
Выводы
По состоянию на 01.01.2016г. Карповское месторождение разрабатывается с поддержанием пластового давления в пластах Б-2, Т-1.
55,55 % протяженности высоконапорных и 33,33 % низконапорных водоводов отработали нормативный срок эксплуатации, установленный продолжительностью 10 лет в нефтедобывающей промышленности (РД 39-132-94).
Консорциум « Н е д р а »
55
Таким образом, водоводная система Краповского месторождения требует контроля, диагностического обследования технического состояния водоводов, а также рекомендуется проведение ежегодного планового капитального ремонта и замены отбракованных и непригодных к дальнейшей эксплуатации участков водоводов.
7. Технологический расчет сепаратора
В соответствии с заданием рассчитан нефтесепаратор первой ступени сепарации (С-1/1) объемом 100 м3,
установленного на УПСВ «Карповская». Исходные данные взяты из регламента эксплуатации УПСВ «Карповская».
Таблица 7.1
Исходные данные для расчёта
Реальный расход жидкости |
|
|
∑Gi, кг/сут |
2625000 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Рабочее давление |
|
|
Рраб, МПа |
|
0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рабочая температура |
|
|
Траб, 0С |
|
20 |
|
|
Плотность нефти |
|
|
ρн, кг/м3 |
|
875 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7.2 |
|
|
|
|
|
|||
Компоненты |
Компонентный состав |
|
Состав газа однократного |
|
|||
нефти (Ci) |
|
|
|
испарения: |
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
- азот |
3,5 |
|
|
|
|
12 |
|
- диоксид углерода |
0 |
|
|
|
|
1,5 |
|
- метан |
12 |
|
|
|
|
31,25 |
|
- этан |
15 |
|
|
|
|
22,8 |
|
- пропан |
16 |
|
|
|
|
20,65 |
|
- изобутан |
6 |
|
|
|
|
1,75 |
|
Консорциум « Н е д р а »
56
- бутан |
18 |
4,85 |
- С5 и выше |
1 |
2,55 |
- сероводород |
28,5 |
2,65 |
Схема горизонтального сепаратора
Рис. 7.1
Консорциум « Н е д р а »
57
Расчет сепаратора
Задаемся первым давлением схождения, которое для нефтегазовых систем должен быть не менее 35,0 Мпа [10].
Выбираем величину 68.95 МПа, рекомендуемую в методическом указании.
По справочным таблицам находим константы равновесия для всех компонентов исходной смеси.
Таблица 7.3
Константы равновесия
Ki
азот |
диоксид |
метан |
этан |
пропан |
изобутан |
бутан |
С5 и выше |
сероводород |
|
углерода |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
144 |
14,5 |
35 |
6 |
1,7 |
0,45 |
0,45 |
0,1759 |
0,28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расход каждого компонента смеси найдем по формуле, кг/час:
G = |
G |
ж |
C |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
i |
100 |
|
i |
|
|
|
|
||
Массовая доля отгона каждого компонента определим по формуле, %:
G |
= |
G |
|
i |
|||
|
|
||
аi |
|
i |
|
|
|
G |
(2.1)
(2.2)
Аналогично массовому расходу найдем расход количества вещества, кмоль/ч:
Ni = |
Gi |
(2.3) |
|
Mi |
|||
|
|
Консорциум « Н е д р а »
58
где |
М |
i |
- молекулярная масса каждого компонента смеси. |
|
|
|
Аналогично массовому расходу найдем мольную долю отгона каждого компонента:
N |
|
= |
N |
i |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
аi |
|
Ni |
|
|
|
|
|
|
(2.4)
Для расчета состава фаз необходимо определить долю отгона при заданных температуре, давлении и составе сырья.
Доля отгона рассчитывается из уравнения равновесия для парожидкостной смеси. При заданных температуре, давлении и составе исходной смеси, поступающей на разделение, рассчитывают долю отгона методом последовательных
приближений [17]. Для этого задают долю отгона по уравнению равновесия подсчитывают
n xi
i=1
.Если полученная
сумма равно единице, то значение доли отгона выбрано правильно. В противном случае необходимо задать новое
значение |
е |
, добиваясь, чтобы сумма в левой части уравнения была равна единице. Подбор значения доли отгона |
||||||||||
|
||||||||||||
произведен с помощью пакета MSOffice. |
|
|
|
|
||||||||
|
|
n |
|
|
|
n |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
= |
|
|
yi |
|
|
= 1 |
(2.5) |
|
|
|
i |
1 |
+ e (K |
|
|
|||||
|
|
|
|
i |
−1) |
|
||||||
|
|
i =1 |
|
|
|
i =1 |
|
|
|
|
||
где |
x |
i -мольная доля компонентов в жидкой фазе; |
е |
- мольная |
|
||||
|
|
При полученном значении доли отгона рассчитывают уравнению [17]:
доля отгона.
содержание каждого компонента в жидкой фазе по
Консорциум « Н е д р а »
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
Консорциум « Н е д р а »
n |
n |
y |
0 |
|
xi |
= |
|
|
|
i |
|
|||
|
|
|
||
i=1 |
i=1 |
1+ e (K |
−1) |
|
|
i |
|
||
Мольный состав газовой фазы рассчитывают по уравнению:
59
(2.6)
n |
|
|
|
n |
|
K |
y |
0 |
|
n |
|
|
|
|
|
y |
i |
= |
|
|
i |
|
|
i |
= |
|
i |
i |
= 1 |
|
|
|
|
|
|
|
K |
x |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
i=1 |
|
|
|
i=1 |
1 |
+ e (K |
i |
−1) |
i=1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
(2.7)
Контролем правильности проведения расчета является выполнения равенства (2.5) и (2.6). Проведенные расчеты сведем в табл. 7.4.
Таблица 7.4
Состав газовой и жидкой фаз на выходе из сепаратора при температуре 20 град. С и давлении 0,7 МПа
№ |
|
Молярная |
Расход |
Массовая |
Количество |
Мольная |
|
Компонент |
вещества, |
||||||
п/п |
масса |
(Gi),кг/ч |
доля |
доля |
|||
|
кмоль/ч |
||||||
|
|
|
|
|
|
||
1 |
- азот |
28 |
3828,125 |
0,035 |
136,719 |
0,048 |
|
|
-диоксид |
44 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
2 |
углерода |
|
|
|
|
|
|
3 |
- метан |
16 |
13125,000 |
0,120 |
820,313 |
0,291 |
|
4 |
- этан |
30 |
16406,250 |
0,150 |
546,875 |
0,194 |
|
5 |
- пропан |
44 |
17500,000 |
0,160 |
397,727 |
0,141 |
Консорциум « Н е д р а »
60
Продолжение таблицы 7.4
№ |
|
|
|
Молярная |
|
Расход |
Массовая |
|
Количество |
Мольная |
|
|
|
Компонент |
|
|
|
вещества, |
|
||||||
п/п |
|
|
|
масса |
|
(Gi),кг/ч |
доля |
|
доля |
|
||
|
|
|
|
|
|
кмоль/ч |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
- изобутан |
|
58 |
|
6562,500 |
0,060 |
113,147 |
0,040 |
|
||
7 |
|
- бутан |
|
58 |
|
19687,500 |
0,180 |
339,440 |
0,120 |
|
||
8 |
- |
|
34 |
|
1093,750 |
0,010 |
32,169 |
0,011 |
|
|||
|
|
- остаток |
|
72 |
|
31171,875 |
0,285 |
432,943 |
0,154 |
|
||
9 |
|
(С5 и выше) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
109375,000 |
1 |
2819,332 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 7.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Константа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фазового |
|
|
|
|
|
|
|
№ |
|
Мольная доля |
|
равновесия |
Мольная доля компонета |
|
Мольная доля компонента |
|
||||
п/п |
|
компонента сырья |
|
(Ki) при |
газопаровой фазы (yi) |
|
жидкой фазы (xi) |
|
||||
|
|
|
|
|
t=20C и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P=0,7МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
0,0485 |
|
|
144 |
|
0,056 |
|
0,0004 |
|
|
|
2 |
|
0,0000 |
|
|
14,5 |
|
0,000 |
|
0,0000 |
|
|
|
3 |
|
0,2910 |
|
|
35 |
|
0,336 |
|
0,0096 |
|
|
|
4 |
|
0,1940 |
|
|
6 |
|
0,219 |
|
0,0365 |
|
|
|
5 |
|
0,1411 |
|
|
1,7 |
|
0,150 |
|
0,0880 |
|
|
|
6 |
|
0,0401 |
|
|
0,45 |
|
0,034 |
|
0,0763 |
|
|
|
7 |
|
0,1204 |
|
|
0,45 |
|
0,103 |
|
0,2289 |
|
|
|
8 |
|
0,0114 |
|
|
0,28 |
|
0,008 |
|
0,0301 |
|
|
|
9 |
|
0,1536 |
|
|
0,1759 |
|
0,093 |
|
0,5301 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
202,556 |
|
1,000 |
|
1,000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Затем определяем сумму масс газовой и жидкой фаз. Результаты расчетов сводим в табл. 7.5.
Консорциум « Н е д р а »
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
61 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица .75 |
|
|
Материальный баланс однократного испарения газопродуктовой смеси в сепараторе при 20 С и 0,7 МПа (мольная доля отгона |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
равна е=0,86) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приход |
|
|
|
|
Расход |
|
|
|
|||
|
|
|
Газопродуктовая смесь |
|
|
Газовая фаза |
|
|
Жидкая фаза |
|
|||||
№ |
|
ГЖФ), |
|
Массовая ция-концентра сырьякомпонента С( |
ГЖФ), |
|
Мольная ция-концентра сырьякомпонента (α |
ГФ), |
Массовая концентрация сырьякомпонента (C |
ГФ), |
Мольная концентрация сырьякомпонента (α |
ЖФ), |
Массовая концентрация сырьякомпонента (C |
ЖФ), |
Мольная концентрация сырьякомпонента (α |
|
|
(GЗагрузка ч/кг |
|
Количество (Nвещества ч/кмоль |
|
(GЗагрузка ч/кг |
Количество (Nвещества ч/кмоль |
(GЗагрузка ч/кг |
Количество (Nвещества ч/кмоль |
||||||
п/ |
Компонент |
i |
|
% |
i |
|
% |
i |
% |
i |
% |
i |
% |
i |
% |
|
|
|
|
||||||||||||
п |
|
|
|
i |
|
|
i |
|
ГФ), |
|
ГФ), |
|
ЖФ), |
|
ЖФ), |
|
|
|
), |
|
|
), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
i |
|
i |
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
|
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
1 |
- азот |
3828,125 |
|
0,035 |
136,719 |
|
0,048 |
3823,871 |
0,045 |
136,567 |
0,056 |
9,424 |
0,0004 |
0,152 |
0,0004 |
2 |
- диоксид углерода |
0,000 |
|
0,000 |
0,000 |
|
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
3 |
- метан |
13125,0 |
|
0,120 |
820,313 |
|
0,291 |
13065,194 |
0,153 |
816,575 |
0,336 |
231,833 |
0,010 |
3,738 |
0,010 |
4 |
- этан |
16406,250 |
|
0,150 |
546,875 |
|
0,194 |
15979,560 |
0,187 |
532,652 |
0,219 |
882,145 |
0,037 |
14,223 |
0,037 |
5 |
- пропан |
17500,0 |
|
0,160 |
397,727 |
|
0,141 |
15992,787 |
0,188 |
363,472 |
0,150 |
2124,566 |
0,088 |
34,255 |
0,088 |
6 |
- изобутан |
6562,50 |
|
0,060 |
113,147 |
|
0,040 |
4839,494 |
0,057 |
83,440 |
0,034 |
1842,498 |
0,076 |
29,707 |
0,076 |
7 |
- бутан |
19687,5 |
|
0,180 |
339,440 |
|
0,120 |
14518,483 |
0,170 |
250,319 |
0,103 |
5527,495 |
0,229 |
89,121 |
0,229 |
8 |
- сероводород |
1093,750 |
|
0,010 |
32,169 |
|
0,011 |
695,685 |
0,008 |
20,461 |
0,008 |
726,145 |
0,030 |
11,708 |
0,030 |
|
- остаток (С5 и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
выше) |
31171,875 |
|
0,285 |
432,943 |
|
0,154 |
16313,334 |
0,191 |
226,574 |
0,093 |
12799,471 |
0,530 |
206,369 |
0,530 |
|
Всего |
109375,0 |
|
1,000 |
2819,332 |
|
1,000 |
85228,407 |
1,000 |
2430,011 |
1,000 |
24146,593 |
1,000 |
389,321 |
1,000 |
Выводы
Консорциум « Н е д р а »