3. Основные этапы подготовки нефти и газа до товарных качеств.

Промысловая подготовка нефти и газа предполагает доведение продукции добывающих скважин до унифицированных товарных кондиций в соответствии с техническими требованиями ГОСТ Р 51858–2002 на нефть и ОСТ 51.40–93 на газ. По физико-химическим свойствам, степени промысловой подготовки нефти подразделяются на классы(малосернистая, сернистая, высокосернистая, особо высокосернистая), типы(0 – особо легкая; 1 – легкая; 2 – средняя; 3 – тяжелая; 4 – битуминозная), группы(по степени подготовки добываемой из недр нефти к транспорту и передаче потребителю товарная нефть подразделяется на 3 группы качества), виды(по содержанию сероводорода и легких меркаптанов товарную нефть подразделяют на три вида).Требования к газу: Масса сероводорода, Масса меркаптановой серы, Температура газа, Теплота сгорания низшая МДж/м³ при 20 °С и 101,325 кПа, Масса механических примесей и труднолетучих жидкостей, Точка росы по влаге. Предельно допустимая концентрация (ПДК) углеводородов природного газа в воздухе рабочей зоны 300 мг/м³ в пересчете на углерод (ГОСТ 12.1.005)., а сероводорода в смеси с углеводородными газами 3 мг/м³. Для получения нефти, отвечающей требованиям технологической классификации перед подачей ее в трубопровод необходимо подвергнуть специальной обработке, включающей следующие процессы: Процесс дегазации (сепарации) - удаление из нефти лёгких углеводородных газов, находящихся в свободном или растворённом состоянии. Этот процесс начинается в пластовых условиях, и продолжается в стволе скважины, сборных и промысловых трубопроводах, аппаратах подготовки скважинной продукции. Основными режимными параметрами процесса сепарации являются давление и температура, Регулируя которые можно создать условия для более полного отделения газа от нефти. Обезвоживание нефти - отделение от нефти воды, от образовавшейся водонефтяной эмульсии. Для разрушения эмульсий применяются следующие методы: гравитационное холодное разделение ;внутритрубная деэмульсация ;термическое воздействие; термохимическое воздействие; электрическое воздействие; фильтрация; разделение в поле центробежных сил. Процесс обессоливания - извлечение из нефти растворённых в ней солей. Осуществляется смешением обезвоженной нефти с пресной водой, после чего полученную искусственную эмульсию вновь обезвоживают. Процесс стабилизации - отделение от нефти легких (пропан-бутановых и частично бензиновых) фракций для уменьшения потерь нефти при транспорте. Стабилизация нефти осуществляется методом горячей сепарации или методом ректификации Горячая сепарация: 1. Cначала нефть нагревают до t = 40...80 °С, 2. затем подают в сепаратор 3. Выделяющиеся при этом легкие углеводороды отсасываются компрессором и направляются в холодильную установку. 4.Тяжелые углеводороды конденсируются, а легкие собираются и закачиваются в газопровод. Ректификация 1. Нефть подвергается нагреву в специальной стабилиза-ционной колонне под давлением и при повышенных температурах (до 240 °С). 2. Отделенные в стабилизационной колонне легкие фракции конденсируют и перекачивают на газофракционирующие установки или на ГПЗ для дальнейшей переработки. ЗАДАЧАМИ ПРОМЫСЛОВОЙ ПОДГОТОВКИ ГАЗА ЯВЛЯЮТСЯ ЕГО ОЧИСТКА ОТ: МЕХПРИМЕСЕЙ, ТЯЖЕЛЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ, ПАРОВ ВОДЫ (осушка газа), СЕРОВОДОРОДА, УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА. 1. Для очистки природного газа от мехпримесей используются аппараты 2-х типов: работающие по принципу «мокрого» улавливания пыли (масляные пылеуловители) работающие по принципу «сухого» отделения пыли (циклонные пылеуловители) Также используют Газосепараторы2. Для осушки газа используются следующие методы: охлаждение; абсорбция (это объемное поглощение газов или паров жидкостью (абсорбентом) с образованием раствора) адсорбция (это поглощение газов, паров или жидкостей поверхностным слоем твердого тела (адсорбента) или жидкости).3. Очистка газа от сероводорода осуществляется методами адсорбции и абсорбции Схема очистки газа от H₂S методом адсорбции аналогична схеме осушки газа адсорбционным методом. В качестве адсорбента используются гидрат окиси железа и активированный уголь.

4.Простейшие модели жидких и газообразных сплошных сред: идеальная, вязкая, несжимаемая, сжимаемая, ньютоновская, упругая, с тепловым расширением, совершенного и реального газов. Идеальная жидкость Определение. ИЖ – это жидкость, в которой напряжения, действующего на любую площадку с нормалью , направлен площадке. Иначе, в ИЖ имеются только нормальные напряжения и отсутствуют касательные. Замечание. Реальные СС имеют касательные напряжения. Эти касательные напряжения =0 только в состоянии покоя или если СС движется как абсолютное твердое тело. Тогда РСС – идеальная, т.е. без трения. Вязкая ньютоновская жикость Наличие касательных напряжений и прилипания жидкости к стенке отличают РСС от ИС. В модели вязкой жидкости предполагается, что касательное напряжение τ между слоями движущейся жидкости пропорционально разности скоростей этих слоев, рассчитанной на единицу расстояния между ними, а именно - градиенту скоростей: ; Вязкость нефти и почти всех нефтепродуктов зависит от температуры. При повышении температуру вязкость уменьшается, при понижении - увеличивается. Для расчета зависимости вязкости, например, кинематической v от температуры Т используются различные формулы, в том числе и формула Рейнольдса-Филонова.

; в которой v₀ - кинематическая вязкость жидкости при температуре Т_0, а к- опытный коэффициент. Модель несжимаемой жидкости Жидкость называется несжимаемой, если ее плотность не меняется в процессе движения: dp/dl = 0. причем если изначально у всех частиц жидкости эта плотность была одинакова (однородная жидкость), то она остается таковой во всё время движения: р = р₀ = const. Конечно, несжимаемая жидкость - это только модель реальной среды, ибо, как известно, абсолютно несжимаемых сред нет. Модель упругой сжимаемой жидкости Существуют ряд процессов, в которых необходимо учитывать хотя и малые изменения плотности жидкости. Для этого часто используют модель так называемой упругой жидкости. В этой модели плотность жидкости зависит от давления согласно формуле р(р) = Ро[1 + β(Р-Ро)]

в которой β(1/Па) - коэффициент сжимаемости; ρ₀-плотность жидкости при нормальном давлении Р₀. Неньютоновские жидкости. Определение. Жидкости, моделируемые условием - наз. ньютоновскими вязкими жидкостями; -градиент скорости. Существуют среды, в которых связь τ=f( ) – нелинейная. Это неньютоновские среды. Здесь связь между τ в слоях жидкости степенная. Модель жидкости с тепловым расширением То, что различные среды при нагревании расширяются, а при охлаждении сжимаются, учитываются в модели жидкости с объемным расширением. В этой модели плотность ρ есть функция от температуры Т, так что ρ = ρ(Т): ρ(Т) = ρ ₀[1 + ξ(Т₀-Т)],

в которой ξ(1/°С)-коэффициент объемного расширения, а ρ₀ и Т₀-плотность и температура жидкости при нормальных условиях. Из формулы следует, в частости, что при нагревании, т.е. в тех случаях, когда Т>Т₀. р<р₀- жидкость расширяется; а в тех случаях, когда Т<Т₀, р>р₀- жидкость сжимается. Модель совершенного газа Для характеристики термодинамического состояния газов в указанной области давлений и температур используется модель совершенного газа. (Менделеева-Клайперона) где единственная входящая в уравнение константа R называется газовой постоянной, причем R = R₀/μ_г, . R₀, - универсальная газовая постоянная, равная 8314 Дж/(моль К). Таким образом, для совершенных газов все газовые постоянные зависят только от молекулярного веса. Модель совершенного газа достаточно эффективно работает в интервале не слишком высоких давлений и умеренных температур. Модель реального газа Газ – реальный (РГ) - это газ, между молекулами которого существуют заметные силы межмолекулярного взаимодействия.Общая запись модели РГ , где - коэффициент сверхсжимаемости, функуция от . Таким образом модель учитывает не только молекулярный вес газа (через константу R), но и такие термодинамические постоянные, как его критические давление и температуру. Очевидно также, что для умеренных давлений и температур Z=1 и модель естественным образом трансформируется в модель совершенного газа. Для реального газа Z < 1