Котовского месторождения
.pdf
G = Q ,
G |
|
= 0,63 10 |
−3 |
823 |
= 0,56кг / с. |
|
|
||||
1 |
|
|
|
|
|
G |
|
= 2,2 10 |
−3 |
823 |
=1,96кг / с. |
2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
S = |
2 |
, |
|
вн |
|||
|
|
||
|
4 |
|
|
|
|
3,14 0,105 |
2 |
|
|
|
|
|
|
||||
S |
|
= |
|
= 0,0087м |
2 |
. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,14 0,16 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|||
S |
|
= |
|
|
= 0,0201м |
2 |
. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
2 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
= |
0,56 |
= |
65,00 |
100. |
|
||||||
|
|
|
|
|||||||||||
W |
0,0087 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
51
(3)
(4)
|
|
|
|
W2 = |
1,96 |
= 97,76 100. |
|
|
|
|
0,0201 |
||
|
|
|
|
|
|
|
Так как |
|
н |
|
1000 и W 100 в обоих случаях, то применяем методику Локкарта-Мартенелли. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Следовательно, базовым уравнением для расчёта является:
Р |
= |
|
Р |
|
= |
Р |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
тр |
|
f |
|
f |
g |
g |
где Рf - потери давления, которые были бы, если бы по трубе текла только нефть с
, |
(5) |
тем же массовым расходом,
Па;
Рg – потери давления, которые были бы, если бы по трубе тёк только газ с тем же массовым расходом, Па;
Фf, Фg – поправочные коэффициенты.
Консорциум « Н е д р а »
|
2 |
= 1 + |
С |
+ |
1 |
|
, |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
Х |
|
Х |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
=1+ C Х + Х |
2 |
, |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Х2 – параметр Мартенелли; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С – параметр двухфазности, берётся из таблицы в зависимости от Ref и Reg. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
Для этого по формуле 4 найдём значения чисел Рейнольдса по жидкости и по газу: |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qf |
|
|
= Q (1−), |
|
|
|
|
||||
где Qf – расход жидкой фазы в объёме трубопровода, м3/с; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
- объёмное газосодержание. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
|
|
= 0,63 10 |
−3 |
(1 |
− 0,37) |
= 0,40 10 |
−3 |
м |
3 |
/ с. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
f |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
|
|
= |
2,2 10 |
−3 |
(1 |
− 0,37) |
=1,39 10 |
−3 |
м |
3 |
|
/ с. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
f |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 0,40 10 |
−3 |
823 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Re |
|
|
= |
|
|
|
= 60,2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
f 1 |
3,14 |
0,105 71,45 10 |
−3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 1,39 10 |
−3 |
823 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Re |
|
|
= |
|
|
|
=137,9 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
f |
2 |
3,14 0,16 71,45 10 |
−3 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
= Q − Q |
f |
, |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g |
|
|
|
|
|
где Qg – расход газовой фазы в объёме трубопровода, м3/с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Q |
|
= 0,63 10−3 |
− 0,40 10−3 = 0,23 10−3 м3 / с. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
g1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
|
|
|
= 2,2 10−3 |
−1,39 10−3 |
= 0,81 10−3 м3 / с. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
g 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
52
(6)
(7)
(8)
(9)
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»
53
|
|
|
|
4 0,23 10 |
−3 |
1,138 |
|
|||
Re |
|
|
= |
|
= 397,3 |
|||||
g1 |
3,14 0,105 8,1 10 |
−6 |
||||||||
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
4 0,81 10 |
−3 |
1,138 |
|
|||
Re |
|
= |
|
= 910,5 |
||||||
g 2 |
3,14 0,16 |
8,1 10 |
−6 |
|||||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
Параметр Мартенелли можно найти следующим способом:
|
2 |
1 |
|
2 |
−n |
|
g |
|
f |
|
n |
||
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Х |
|
= |
−1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
g |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
(10)
где х – массовое газосодержание;
n – эмпирический показатель степени. Для случая Ref 2400, n=1.
|
|
|
1 |
|
2−1 |
|
0,695 |
|
71,45 10 |
−3 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
2 |
|
|
|
|
||||||||
Х |
= |
|
−1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 853,5 |
|
|
|
|
|
|
−6 |
||||||||
|
|
|
0,13 |
|
|
|
823 |
|
8,1 10 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Выбираем из таблицы для обоих участков трубопровода, для случая, когда Ref 2000 и Reg 2000 значение параметра двухфазности С=5.
|
2 |
= 1 |
+ |
5 |
+ |
1 |
|
= 1,01 |
|
|
|
|
|||||||
f |
853,5 |
853,5 |
2 |
||||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Рf можно найти по формуле Дарси-Вейсбаха:
|
|
|
L v |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
= |
|
c |
|
f |
, |
f |
D |
|
2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
в |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
(11)
где - коэффициент гидравлического сопротивления; vc – средняя скорость движения жидкости в трубе, м/с.
Консорциум « Н е д р а »
= |
64 |
, |
|
Re |
|
||
|
f |
|
|
|
|
|
|
|
= |
64 |
= 1,06 |
|||
|
||||||
|
1 |
|
|
60,2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
= |
|
64 |
= 0,46 |
|
2 |
137 ,9 |
|||||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||
v |
|
= |
Q |
f |
, |
|
|
|
|||||
c |
S |
|||||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
vс1 |
= |
|
0,40 10−3 |
= 0,0459м / с. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
0,0087 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
1,39 |
10 |
−3 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
vс2 |
= |
|
= 0,069м / с. |
|||||||||
|
|
|
|
|
0,0201 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
81 0,0459 |
2 |
823 |
|
||||
Р |
|
|
|
=1,06 |
|
= 770,4Па. |
|||||||||
f 1 |
|
|
|
0,105 2 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
51 0,069 |
2 |
823 |
|
|||
Р |
|
|
= 0,46 |
|
= 314,1Па. |
||||||||||
f 2 |
|
|
0,16 2 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Зная обе составляющие, находим потери на трение обеих участков трубопровода.
Р |
=1,01 770,4 = 774,9Па. |
тр1 |
|
Р |
=1,01 314,0 = 316,0Па. |
тр2 |
|
Найдём общие потери давления при движении продукции от скважины до точки врезки.
54
(12)
(13)
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»
55
|
Р |
= Р |
+ Р |
= 774,9 +316,0 =1090,9Па. |
трi |
тр1 |
тр2 |
|
|
i |
|
|
|
|
Зная величину давления на скважине и потери давления на трение, можно найти давление в конце трубопровода, то есть у точки врезки:
Р |
= Р |
− |
|
Р |
, |
к |
н |
|
тр |
|
|
|
|
|
i |
|
|
Рк = 0,7 106 −1090 ,9 0,699 МПа.
(14)
Выводы по расчету трубопровода:
Из расчётов можно сделать вывод, что газонасыщенная нефть, по сборному коллектору, способна дойти от скважины до точки врезки за счёт собственного давления. Потери на трение незначительны. Следовательно,
дополнительных насосов не требуется. Утечек, забивок и отложений нет.
Консорциум « Н е д р а »
56
5.2 Технологический расчет сепаратора |
|
Исходные данные для расчета приняты следующие: |
|
- объемный расход жидкости, поступающий на сепаратор с месторождения - 743 м3/сут; |
|
- обводненность жидкости, поступающей на сепаратор с месторождения – 54 %; |
|
- плотность жидкости, поступающей с месторождения» − 1016,92 кг/м3; |
|
- температура жидкости в 400С; |
|
- давление в сепараторе − 0,4 МПа; |
|
- диаметр сепаратора − 3 м. |
|
Материальный баланс УБС |
|
На прием сепаратора поступает жидкость с месторождения. |
|
Массу жидкости, поступающей с месторождения, рассчитаем по формуле |
|
Gж = ρж . Vж , |
(15) |
Vж – объемный расход жидкости, поступающей с месторождения, 743 м3/ч; |
|
Vж = 743 м3/сут = 30,96 м3/ч; |
(16) |
ρж – плотность жидкости, поступающей с месторождения. |
|
Ρж= ρн*(1-В)+ ρв*В=856*0,46+1154*0,54=393,76+623,16=1016,92 кг/м3. |
|
где В – обводненность жидкости, поступающей с месторождения, доли единицы; |
|
Gж = 30,96 . 1016,92 = 31483,8 кг/ч.
Массу воды, поступающей в составе эмульсии с месторождения рассчитаем по формуле:
Консорциум « Н е д р а »
|
|
57 |
|
Gв = Gж . В, |
(17) |
где В – обводненность жидкости, поступающей с месторождения, доли единицы; |
|
|
|
В = 54% масс. |
|
|
Gв = 31483,8 . 0,54 =17001,3 кг/ч. |
|
Массу нефти, поступающей в составе эмульсии с месторождения, рассчитаем по формуле |
|
|
|
Gн = Gж – Gв, |
(18) |
где Gн – масса нефти, поступающей в составе эмульсии с месторождения, кг/ч; |
|
|
|
Gн = 31483,8 –17001,3 = 14482,5 кг/ч. |
|
вх |
– суммарная масса воды, поступающей на УБС, кг/ч; |
|
Где Gв |
|
|
При разгазировании жидкости в сепараторе происходит однократное испарение, поэтому расчет производим по методу однократного испарения.
Основные уравнения однократного испарения, на основании которых определяются составы жидкой и газовой
(паровой) фаз, следующие:
|
|
|
|
|
X i |
= |
|
i |
=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 + e (K |
−1) |
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
i |
i |
|
|
|
|
|
|
||
Y |
= |
|
K |
X |
=1 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Xi – мольная концентрация компонента в жидкой фазе, доли единицы; αi – мольная концентрация компонента сырья, доли единицы;
е – мольная доля отгона, доли единицы;
,
(19)
Консорциум « Н е д р а »
vk.com/id446425943
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»