Колыванского месторождения
.pdf
|
|
|
(yi) |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0,0000 |
144 |
0,000 |
0,0000 |
|
2 |
0,0000 |
14,5 |
0,000 |
0,0000 |
|
3 |
0,2161 |
35 |
0,491 |
0,0140 |
|
4 |
0,0656 |
6 |
0,126 |
0,0210 |
|
5 |
0,0986 |
1,7 |
0,129 |
0,0760 |
|
6 |
0,0104 |
0,45 |
0,006 |
0,0136 |
|
7 |
0,0104 |
0,45 |
0,006 |
0,0136 |
|
8 |
0,5963 |
0,28 |
0,240 |
0,8581 |
|
Продолжение таблицы 11.4 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Мольная доля |
Константа фазового |
Мольная доля |
Мольная доля |
|
№ |
компонета |
||||
компонента |
равновесия (Ki) при |
компонента |
|||
п/п |
газопаровой фазы |
||||
сырья |
t=20C и P=0,5МПа |
жидкой фазы (xi) |
|||
|
(yi) |
||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
9 |
0,0026 |
0,1759 |
0,001 |
0,0040 |
|
|
1 |
202,556 |
1,000 |
1,000 |
|
Затем определяем сумму масс газовой и жидкой фаз. Результаты расчетов сводим в табл. 11.5.
Таблица 11.5
Материальный баланс однократного испарения газопродуктовой смеси в сепараторе при 20 С и 0,5 МПа (мольная доля отгона
|
|
|
|
равна е=0,42) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приход |
|
||
№ |
|
|
|
|
|
|
Компонент |
|
Газопродуктовая смесь |
|
|||
п/п |
|
|
||||
|
кг/ч |
/аi |
кмоль/ч |
|
аi |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
- азот |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
0,000 |
2 |
- диоксид углерода |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
0,000 |
3 |
- метан |
8137,250 |
0,110 |
508,578 |
|
0,216 |
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»
4 |
- этан |
|
|
4630,835 |
|
0,063 |
154,361 |
|
0,066 |
|
|||
5 |
- пропан |
|
|
10208,550 |
|
0,138 |
232,013 |
|
0,099 |
|
|||
6 |
- изобутан |
|
|
1420,320 |
|
0,019 |
24,488 |
|
0,010 |
|
|||
7 |
- бутан |
|
|
1420,320 |
|
0,019 |
24,488 |
|
0,010 |
|
|||
8 |
- сероводород |
|
|
47713,875 |
|
0,645 |
1403,349 |
|
0,596 |
|
|||
9 |
- остаток (С5 и |
|
443,850 |
|
0,006 |
6,165 |
|
0,003 |
|
||||
выше) |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Всего |
|
|
73975,000 |
|
1,000 |
2353,442 |
|
1,000 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 11.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
|
|
|
|
|
Расход |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п/п |
|
Газовая фаза |
|
|
|
Жидкая фаза |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
кг/ч |
|
/yi |
кмоль/ч |
yi |
кг/ч |
/xi |
кмоль/ч |
xi |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
0,000 |
|
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,0000 |
0,000 |
0,0000 |
|
|||
2 |
0,000 |
|
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
|||
3 |
7832,839 |
|
0,299 |
489,552 |
0,491 |
670,429 |
0,014 |
19,026 |
0,014 |
|
|||
4 |
3775,026 |
|
0,144 |
125,834 |
0,126 |
1005,238 |
0,021 |
28,527 |
0,021 |
|
|||
5 |
5671,013 |
|
0,217 |
128,887 |
0,129 |
3633,964 |
0,076 |
103,126 |
0,076 |
|
|||
6 |
353,076 |
|
0,013 |
6,088 |
0,006 |
648,409 |
0,014 |
18,401 |
0,014 |
|
|||
7 |
353,076 |
|
0,013 |
6,088 |
0,006 |
648,409 |
0,014 |
18,401 |
0,014 |
|
|||
8 |
8145,189 |
|
0,311 |
239,564 |
0,240 |
41009,623 |
0,858 |
1163,785 |
0,858 |
|
|||
9 |
50,825 |
|
0,002 |
0,706 |
0,001 |
192,354 |
0,004 |
5,459 |
0,004 |
|
|||
|
26181,044 |
|
1,000 |
997,129 |
1,000 |
47793,956 |
1,000 |
1356,313 |
1,000 |
|
|||
Выводы
Консорциум « Н е д р а »
Расчет показал, что установленный на площадке ДНС «Колыванская», объемом 100 м3 нефтегазовый сепаратор
(производительностью по нефти до 1800 м3/ч и по газу до 140000 м3/ч) справляется с поступающим потоком
газонефтяной смеси.
12. Гидравлический расчет сложного трубопровода, транспортирующего двухфазную жидкость
Технические условия для выполнения расчета
Определить потери давления, которые возникнут при движении по трубопроводу газожидкостной смеси от скв.143
до АГЗУ-3 Колыванского месторождения, от АГЗУ-3 до нефтяного колодца рис. 12.1.
Схема движения газожидкостной смеси
А |
B |
C |
Скв.143 АГЗУ-1 Нефтяной
колодец
Колыванского
месторождения
Рис.12.1
Таблица 12.1
Исходные данные для расчета
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»
1. |
Длина участка АB, м |
|
|
L1 |
390 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
2. |
Внутренний диаметр трубопровода на участке АB, м |
D1 |
0,1 |
||
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
3. |
|
3 |
|
Q1 |
0,00014 |
Расход смеси на участке АB, м /сек |
|
|
|
||
4. |
Длина участка ВС, м |
|
|
L2 |
800 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
5. |
Внутренний диаметр трубопровода на участке ВС, м |
D2 |
0,152 |
||
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
6. |
|
3 |
|
Q2 |
0,0035 |
Расход смеси на участке ВС, м /сек |
|
|
|
||
7. |
Плотность нефти, кг/м |
3 |
|
ρf |
860 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
8. |
Плотность растворенного в нефти газа, кг/м |
3 |
ρg |
1,120 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
9. |
Динамическая вязкость нефти, Па·с |
|
μf |
0,00411 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
10. Динамическая вязкость газа, Па·с; |
|
μg |
0,0000087 |
||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
11. Объемная доля растворенного в нефти газа |
α |
0,27 |
|||
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
12. Массовая доля растворенного в нефти газа |
|
х |
0,013 |
||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
13. Абсолютная шероховатость, м |
|
e |
0,001 |
||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Результаты расчета
Определим методику расчёта.
Для этого найдём значения показателей W и f/ g и сравним их с табличными [16].
|
f |
= |
0,00411 |
= 472,41 |
|
g |
0,0000087 |
||
|
|
|
||
|
|
|
|
Удельную массовую скорость квазижидкости находим по формуле, (кг·м2/с):
Консорциум « Н е д р а »
(12.1)
W = GS ,
где G – массовый расход, кг/с;
S – площадь сечения трубы, м2.
G = Q ,
(12.2)
(12.3)
G1 |
= 0,00014 · 860 = 0,12 кг/с |
G2 |
= 0,0035 · 860 = 3,01 кг/с |
|
D |
|
|
S = |
2 |
, |
|
вн |
|||
|
|
||
|
4 |
|
S1 |
= |
3.14 · 0,12 |
= 0,01 м2 |
|
4 |
||||
|
|
|
(12.4)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.14 · 0,1522 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S2 = |
4 |
=0,02 м2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W1 |
= 0,12 |
=12 кг·м2/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W2 |
= 3,01 =150,5 кг·м2/с |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,02 |
|
Так как |
|
н |
|
< 1000 на участке АВ и ВС, то применяем методику Фриделя. Согласно выбранной методике находим |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
потери по формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
g |
n |
|
|
|
|
P = 1 − 2 + 2 |
|
|
|
|
|
+ 3.23 F H Fr−0.045 |
W −0.035 |
(12.5) |
|||||||
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
g |
f |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
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»
F = |
0.78 |
(1 − ) |
0.224 |
|
|
(12.6)
|
|
|
|
0.91 |
|
|
|
|
0.19 |
|
|
|
|
|
0.7 |
f |
|
g |
|
− |
g |
|
|||||||||
H = |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g |
|
|
f |
|
|
|
|
f |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
(12.7)
Средняя скорость движения жидкости в трубе равна:
vc |
= |
Q f |
, |
(12.8) |
|
S |
|||||
|
|
|
|
Критерий Фруда определяется по формуле:
|
|
|
|
Fr = |
2 |
|
|
c |
(12.9) |
||
|
|||
c |
g D |
||
|
|
||
|
в |
|
Найдем расход жидкой фазы в объёме трубопровода по формуле:
Qf = Q (1− ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(12.10) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qf |
1 |
= 0,00014 · (1- 0,27)= 0,000102 м3/с |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Qf |
2 |
= 0,0035 · (1- 0,27)= 0,002555 м3/с |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для первого участка: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v |
|
|
= |
0,000102 |
= 0,01 м/с |
||
|
|
|
с1 |
0,01 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для второго участка: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
vс 2 |
= |
0,002555 |
= 0,1277 м/с |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,02 |
|
|
Консорциум « Н е д р а »
H =
|
|
|
Frc1 |
= |
|
0,012 · |
|
= 0,0001 |
|
|
||||
|
|
|
9,18·0,1 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Frc 2 = |
|
|
0,12772 · |
|
= 0,0109 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
9,18·0,152 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
F =0,0130.78 · (1-0,013) 0.224 = 0,0337 |
|
|
|||||||||
860 |
|
0.91 0,0000087 |
0.19 |
|
|
|
0,0000087 |
|
0.7 |
|||||
|
|
|
· |
|
|
|
|
|
· 1-( |
0,00411 |
) |
=130,87 |
||
1,12 |
|
0,00411 |
|
|
|
|
|
|
||||||
По формуле (3.66) найдем потери давления на участке АВ и ВС:
|
|
860 |
|
0,0000087 |
0.01 |
|
P1 |
= 1-0,0132 +0,0132 · |
1,12 |
|
· |
|
+ 3.23·0,0337·130,87·0,0001-0.045 ·12-0.035 =20,89 Па |
|
|
|
|
0,00411 |
|
|
P2 |
|
860 |
|
0,0000087 0.01 |
·150,5-0.035 =15,76971 Па |
||
= 1-0,0132 +0,0132 · |
1,12 |
|
· |
|
+ 3.23·0,0337·130,8699·0,0109-0.045 |
||
|
|
|
|
0,00411 |
|
|
|
Вывод
Из расчётов можно сделать вывод, что газонасыщенная нефть, по сборному коллектору, способна дойти от скважины до нефтяного колодца за счёт собственного давления. Потери на трение незначительны. Следовательно,
дополнительных насосов не требуется.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1.«Технологический проект разработки Колыванского нефтяного месторождения Самарской области», 2013г.
2.Технологический режим работы добывающих скважин ОАО «Самаранефтегаз» на 01.01.15 г.
Консорциум « Н е д р а »