Газоконденсатная Характеристика залежи. Приборы для лабораторного изучения свойств газоконденсатных смесей

В предыдущих разделах мы рассмотрели свойства углево­дородных смесей и элементы теории их фазовых превращений. При выборе метода разработки и эксплуатации газоконденсатной залежи, установлении технологических схем и режима ра­боты промысловых установок необходимо знать количественные характеристики углеводородных смесей и изменение их в за­висимости от давления и температуры. Для этого проводится комплекс исследований свойств пластовой углеводородной сме­си, в результате которого устанавливается газоконденсатная характеристика залежи. Определяются следующие параметры.

1. Состав пластового газа и содержание в нем конденсата.

2. Давление начала конденсации углеводородов в пласте и давление максимальной конденсации.

3. Фазовое состояние газоконденсатной системы в пласто­вых условиях.

4. Изотермы конденсации пластового газа.

5. Количество и состав конденсата, выделяющегося из 1 м³ газа при различных давлениях и температурах.

6. Потери конденсата (углеводороды, остающиеся в пласте) при разработке залежи без поддержания давления в зависи­мости от степени падения пластового давления и за весь срок эксплуатации месторождения.

7. Количество конденсата (и его состав), извлекаемого из газа по мере падения давления в залежи в процессе ее эксплуа­тации.

Кроме того, исследуются также фазовые превращения и свойства газоконденсатных смесей в условиях скважин, газо­сепараторов и газопроводов.

Процессы фазовых превращений углеводородной смеси ис­следуют в лабораторных установках. При этом соблюдают, термодинамическое подобие тем процессам, которые проис­ходят в пласте. Для чего в комплект лабораторной уста­новки включают не менее двух сосудов высокого давления. В первом — камере pVT проводят изотермическое (при пла­стовой температуре) снижение давления от начального пла­стового до атмосферного. Так моделируют фазовые превраще­ния в пласте при разработке залежи на истощение.

Соотношение объемов газовой и жидкой фаз измеряют при контактной и дифференциальной конденсации. В первом слу­чае состав газоконденсатной смеси остается постоянным, а дав­ление снижают путем перемещения поршня в камере pVT, т. е. увеличением объема камеры. При дифференциальной конден­сации газ выпускают из этой камеры. Процесс имитирует от­бор газа из месторождения. Состав пластовой смеси изменя­ется, а газовая фаза, отобранная из «пласта» (камеры pVT), направляется во второй сосуд высокого давления — сепаратор. В последнем давление и температуру поддерживают на уровне промысловых условий сепарации. Таким способом имитируют процесс промысловой обработки газа.

Соблюдение только термодинамического подобия, т. е. ра­венства параметров р и t в пласте и сепараторе их значениям в лабораторных условиях, позволяет получать приближенные исходные данные для перспективного планирования добычи и изменения-состава добываемых газа и конденсата. В современ­ных лабораторных исследованиях не соблюдаются условия га­зогидродинамического подобия процессов фильтрации газокон­денсатной смеси в пласте, не учитываются влияние пористой среды на фазовые превращения и отклонение реальных про­цессов фазовых переходов от условий равновесия, а в сепара­торе не соблюдается газодинамическое подобие промысловым процессам подготовки газа к транспорту. Эти отличия различ­ных процессов на месторождении от условий лабораторных ис­следований обусловили использование лабораторных результа­тов при расчетах разработки в основном по уравнениям материального баланса.

Сопоставление лабораторных и фактических данных по де­вяти месторождениям Краснодарского края показало, что до­быча конденсата по отдельным месторождениям на 30—40 % ниже рассчитанной по лабораторным данным. Несмотря на это, лабораторные исследования являются основным методом прогнозирования фазовых превращений при разработке и эксплуатации газоконденсатных месторождений, так как анали­тические методы их прогнозирования менее надежны.

Исследование, газоконденсатных смесей проводится на ус­тановке (рис. IV. 16), одним из основных узлов которой явля­ется камера pVT 3, корпус которой состоит из двух цилиндров: верхнего — газового 2 и нижнего — жидкостного 9. Простран­ства со стороны штоков цилиндров связаны обводной трубкой 6, уменьшающей осевые усилия на поршни и обеспечивающей синхронное их перемещение при механическом воздействии на поршень 8 жидкостного цилиндра 9. Привод поршня 8 осуще­ствляется от синхронного двигателя через редуктор и безлюфтовую передачу винт — гайка 10.

Объем жидкой фазы определяется по счетчику указателя объема 11. Сельсин-приемник счетчика дистанционно связан с сельсином-датчиком привода и соединен со счетчиком конической передачи, рассчитанной так, что измерение полного объема в кубических сантиметрах проводится в тот момент, когда уровень жидкой фазы находится в середине смотрового стекла.

Отсчет объема газовой фазы производится по счетчику ука­зателя объема 24. Сельсин-датчик счетчика закреплен на валу двигателя, имеющего контактное устройство, которое включает двигатель при перемещении штока поршня 4 газового цилиндра. Сельсин-приемник соединен со счетчиком газа через цилиндри­ческую передачу, рассчитанную таким образом, что отсчет про­водится также в единицах объема (кубических сантиметрах). В газовом цилиндре проба перемешивается электромагнитной мешалкой 5, ось которой является сердечником электромаг­нита 1.

Рис. IV.16. Схема установки УФР-2 для исследования газоконденсатных смесей

Раздел фаз исследуемой пробы фиксируется визуально на зеркале, отражающем проходящий через смотровое окно бомбы равновесия луч света от осветителя.

Термостатирование камеры pVT осуществляется электрона­гревателями 16, 17, 18. Для нагрева этой камеры предназначен нагреватель 17; нагреватель 18 служит для стабилизации тем­пературы в исследуемой пробе; нагреватель 16 предусмотрен для того, чтобы не, выпадал конденсат при отборе пробы через шток цилиндра газовой фазы и не было оттока, с его помощью температура по всему пути движения газа поддерживается равной температуре внутри бомбы или на 1—2 ^ОС выше.

Температура в бомбе равновесия регулируется потенцио­метром 12 с помощью трех термопар, расположенных у спира­лей нагревателей. Давление в гидросистеме и рабочей камере бомбы создается масляным насосом 33 и гидропрессом 32 с ме­ханическим приводом. Ресивер 20 установлен в системе для сглаживания пульсаций при работе масляного насоса.

Вторая функция гидропресса — автоматическое поддержание заданного давления, для этого он снабжен обводной линией 31. При закрытой обводной линии пресс создает давление до 80,0 МПа, при открытой — до 160,0 МПа. Включение гидропресса и режим регулирования проводится поршневым разде­лителем 25, снабженным электрическим индикатором.

Регулирование ведется по заданному давлению с помощью манометров 26—29. Давление в системе контролируется по ма­нометру 14, а защита от превышения давления — электромаг­нитным манометром 15.

Для определения выхода конденсата из газа по мере сниже­ния давления при различных режимах сепарации в установке предусмотрен сепаратор, в нижней части которого вмонтировано смотровое окно 7 с осветителем и измерительный плунжер 19 для определения объема выделившегося конденсата. Давление в сепараторе (до 20,0 МПа) регулируется манометром 22, а ко­личество отобранного из системы газа — счетчиком.

Рабочая жидкость подается в систему из напорного бака 30 через гидропресс и масляный насос. Заполнение камеры 3 га­зом и повышение давления проводится поршневым контейне­ром 13.

Установка снабжена специальным термостатируемым пикно­метром высокого давления 23 для отбора пробы паровой фазы при различных режимах работы. Узлы установки жестко закреплены на стенде таким образом, что на месте эксплуатации установку легко смонтировать в защитной кабине, причем щит с управляющими и показывающими приборами может быть одной из ее стенок. Блок позволяет автоматически управ­лять установкой в соответствии с технологическими требова­ниями.

Дата добавления: 2014-11-07