Кулешовского месторождения
.pdf
60
х = 4,3 ∙ 10−4 = 3,29 ∙ 10−4 1,323
Для шероховатых труб: → 0.
Наконец найдем перепад давлений:
∆ = 8635 + 8635 ∙ (665,3 − 1) ∙
∙ {15 ∙ [0,00033 ∙ (1 − 0,00033)]2 + 0,000332} = 9897 Па
Сравним фактические и рассчитанные перепады давления: Скв №405
∆ факт = 10000 Па; ∆ расч = 9897 Па;
∆= 10000 − 9897 = 1,03% 10000
Из расчёта делаем вывод, что трубопровод работает в нормальном режиме. Погрешность между фактическими показателями и расчетными не превышают 5%. Трубопровод работает в нормальном режиме, на внутренней поверхности трубопровода отложения отсутствуют
Консорциум « Н е д р а »
61
2.3 Расчет нефтегазового сепаратора
Технологический расчет
Сначала продукция поступает в сепаратор. Отделяется только газ. Расход на входе в сепаратор составляет 7581
м3/сут, суммарный дебит месторождения.
Таблица 2.2
|
|
|
|
Исходные данные для расчета: |
|||||||||
1. |
Объемная нагрузка сепаратора по поступающей |
|
Q = 7581 |
3 |
|
||||||||
жидкости: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м /сут. |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2. |
Обводненность продукции: |
|
|
|
|
= 0,7 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
3. |
Рабочее давление в сепараторе: |
|
|
P=0.8 Мпа |
|
|
|
||||||
4. |
Рабочая температура в сепараторе: |
|
|
T = 40 С |
|
|
|
||||||
5. |
Плотность сепарированной нефти в стандартных |
|
|
|
= |
805 |
|
|
3 |
|
|||
условиях: |
|
|
н |
кг/см |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
Динамическая вязкость сепарированной нефти: |
|
|
|
= |
2,96 |
мПа с |
|
|||||
|
|
|
|
|
н |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
7. |
Газонасыщенность жидкости, поступающей в |
|
Г0 |
= 79,2 |
м3/т. |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
сепаратор: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
8. |
Объемный состав газа в стандартных условиях |
|
Константы равновесия |
|
|||||||||
Азот |
|
11,13 |
|
125 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Углекислый газ |
|
0,87 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Метан |
|
21,86 |
|
28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Этан |
|
19,29 |
|
6.5 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Пропан |
|
24,57 |
|
1.8 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Изобутан |
|
4,34 |
|
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Нбутан |
|
10,67 |
|
0,65 |
|
|
|
|
|
|
|||
Изопентан |
|
2,69 |
|
0,24 |
|
|
|
|
|
|
|||
Нпентан |
|
2,3 |
|
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Нгексан |
|
1,25 |
|
0,071 |
|
|
|
|
|
||||
Консорциум « Н е д р а »
62
Гептан |
0,98 |
0,0181 |
Остаток |
0,05 |
0 |
Сумма |
100 |
|
Значения констант фазового равновесия определяем из таблиц (практические занятия расчет сепаратора). Сепаратор
изображен на рисунке 2.1
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»
63
Порядок выполнения расчета:
1.Задаемся первым давлением схождения, которое для нефтегазовых систем должно быть не менее 35 МПа, но обязательно больше, чем давление в сепораторе. По справочным данным находим константы равновесия всех компонентов газа.
2.Рассчитываем состав смеси, поступающей в сепаратор:
|
|
|
|
|
120 |
|
Zi0 = Y i0 |
|
|
|
|
|
|
1 |
− |
|
|
|
|
|
|
0,11 |
Г 0 |
+120 |
|||
|
|
|
н |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
− |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Ki |
|
|
|
|
|
Z4 = 0.1929 ∙ [1 − |
120 |
|
∙ (1 − |
1 |
)] = 0,0993 |
0.002960.11 ∙ 79,2 + 120 |
|
||||
|
|
6,5 |
|||
Таблица 2.3
Объемный состав исходной смеси на входе в сепаратор.
|
Zi.0 |
|
1 |
|
0,0480 |
2 |
|
0,0054 |
3 |
|
0,0977 |
4 |
|
0,0993 |
5 |
|
0,1831 |
6 |
|
0,0496 |
7 |
|
0,1396 |
8 |
|
0,0758 |
9 |
|
0,0758 |
10 |
|
0,1063 |
11 |
|
0,0980 |
Консорциум « Н е д р а »
64
12 |
0,0480 |
|
0,996 |
|
|
3. Определяем, в каком состоянии находится исходная смесь на входе в сепаратор – в однофазном или двухфазном.
n
∑ Zi0 ∙ Ki ≤ 1
i=1
n
∑ Zi0 ∙ Ki = 0,993 ≤ 1
i=1
Исходная смесь является жидкостью :
V = 0, L = 1, Xi0, Yi0 = 0
4. Определяем мольные составы фаз внутри сепaратора.
Zi0
Xi = L + Ki ∙ (1 − L)
0.0993
X4 = 1 + 6,5 ∙ (1 − 1) = 0.0993
Zi0 Ki
Yi = L + Ki ∙ (1 − L)
0.0993 ∙ 6,5
Y4 = 1 + 6,5 ∙ (1 − 1) = 0,611
(2.14)
(2.15)
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»
65
Таблица 2.4
Мольные составы фаз внутри сепаратора.
Xi |
Yi |
0,048 |
0,083 |
0,005 |
0,016 |
0,098 |
0,118 |
0,099 |
0,645 |
0,183 |
0,330 |
0,050 |
0,040 |
0,140 |
0,091 |
0,076 |
0,018 |
0,076 |
0,015 |
0,106 |
0,008 |
0,098 |
0,006 |
∑X = 0,996 |
∑Y = 1,37 |
|
|
5. Вследствие приближенности решения уравнений и некоторой неравновесности разгазирования нефти в сепараторах фактический состав жидкости обогащен легкими углеводородами, а фактический состав газовой фазы обогащен тяжелыми углеводородами, в результате суммы значений Xi и Yi, как правило, отличаются от единицы, что требует перед проведением дальнейших расчетов осуществления соответствующей корректировки. Поскольку основным компонентом газовой фазы, как правило, является метан, он же составляет основную долю легких углеводородов, оставшихся в жидкости, то корректировку (для упрощения задачи) проводят исключительно по метану (
=
1
).
Для жидкой фазы необходимую поправку вычисляют по формуле:
= Уi −1,000
Консорциум « Н е д р а »
если
Xi 1
66
по формуле:
= 1,000 − Уi
В первом случае откорректированная мольная доля метана находится по формуле:
XiOTK = Xi − ∆
XiOTK = −0,37
6. Рассчитаем молярную массу отсепарированной нефти:
Мн |
= 0,2 |
|
0,11 |
|
н |
||||
|
н |
|
МН = 0,2∙805∙2,960,11 = 181,4
7. Молекулярную массу остатка определяют по формуле института «Гипровостокнефть»:
М =1,011 М + 60 0 н
(2.16)
8. Зная максимальную нагрузку на сепаратор максимальную нагрузку на сепаратор по нефти:
М0 = 243,4
по жидкости ( |
G ) и обводненность продукции |
Q |
= Qж (1 − ) |
н |
н |
н
, найдем
(2.17)
QH =7600 ∙(1-0,7) =5320 м3/сут
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»