Критические давления, температуры и коэффициенты сверхсжимаемости компонентов нефтяных газов

№ п./п.	Компонент	ТКРi, ^оК	РКРi, 0,1 МПа	zКРi
1.	Метан, СН4	190,7	45,8	0,290
	Этан, С2Н6	306,0	48,5	0,285
	Пропан, С3Н8	369,8	43,4	0,277
	Изо-бутан, i-С4Н10	407,2	37,2	0,283
	н-Бутан, n-С4Н10	425,2	35,7	0,274
	Изо-пентан, i-С5Н12	461,0	32,8	0,268
	н-Пентан, n-С5Н12	470,0	33,0	0,269
	Гексан, С6Н14	508,0	29,6	0,264
	Гептан, С7Н16	540,3	27,0	0,259
	Азот, N2	126,1	34,6	0,291
	Двуокись углерода, СО2	304,2	74,96	0,274
	Сероводород, Н2S	373,6	88,9	0,268

Существуют графики (рис. 2.1), эмпирические формулы и зависимости для оценки коэффициента сверхсжимаемости от приведенных давлений и приведенных температур.

Рис. 2.1 Коэффициенты сжимаемости z углеводородных газов, в зависимости от приведённых параметров

При содержании неуглеводородных компонентов в составе нефтяных газов (N₂, СО₂, Н₂S) следует вводить поправки в рассчитанное значение коэффициента сверхсжимаемости по правилу аддитивности:

z = N_N2· z _N2 + (1- N_N2) · z_ув, (2.31)

где N_N2 – молярная доля азота в смеси газов;

z_N2, z_ув – коэффициенты сверхсжимаемости азота и углеводородной части смеси газов.

Для определения величин z_N2 используются специальные графики (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Зависимость коэффициента сжимаемости азота от давления и температуры

Зная коэффициент сверхсжимаемости (z) и объём, занимаемый газом при нормальных условиях, можно оценить его объём при пластовых условиях по закону Бойля–Мариотта:

. (2.32)

Отношение объёма газа при пластовых условиях (V_пл.) к объёму газа при нормальных условиях (V_o) называется объёмным коэффициентом (b) газа:

. (2.33)

Объёмный коэффициент газа используется при пересчёте объёма, занимаемого газом при нормальных условиях на пластовые условия и наоборот, например, при подсчёте запасов.

Рассмотрим пример. Дан мольный состав (N_i) газа:

Дано: Ni, доли Pкр, атм Ткр, К Ni Piкр, атм Ni Tiкр, К

СН₄ 0,8319 47,32 191 39,2 158,0

С₂H₆ 0,0846 49,78 305 4,2 25,8

C₃H₈ 0,0437 43,38 370 1,9 16,2

-C₄H₁₀ 0,0076 38,25 407 0,3 3,1

n-C₄H₁₀ 0,0168 38,74 425 0,6 7,1

i-C₅H₁₂ 0,0057 33,89 461 0,2 2,6

n-C₅H₁₂ 0,0032 34,10 470 0,1 1,5

C₆H₁₂ 0,0063 30,52 508 0,2 3,2

Определить какой объём будет занимать 1000 м³ газа (при н. у.) для пластовых условий: Р = 100 атм, Т = 50°С?

Решение. Используя данные таблицы, мы можем найти коэффициенты сжимаемости (z) и объёмный коэффициент газа (b) для пластовых условий.

Рассчитаем приведенное температуру (2.27) и давление (2.28) для нашего состава и пластовых условий:

T_пр = (50 + 273,15) /  (Ni Tiкр) = 323,15 / (0,8319 · 91 + 0,0846 · 305 + 0,0437 · 370 + 0,0076 · 407 + 0,0168 · 425 + 0,0057 · 461 + 0,0032 · 470 + 0,0032 · 470) = 323,15 / (158 + 25,8 + 16,2 + 3,1 + 7,1 + 2,6 + 1,5 + 3,2) = 323,15 / 217,5 = 1,48.

Р_пр = 100 / (NiPiкр) = 100 / (0,8319 · 47,32 + 0,0846 · 49,78 + 0,0437 · 43,38 + 0,0076 · 38,25 + 0,0168 ·38,74 + 0,0057 · 33,8 + 0,0032 · 34,1 + 0,0063 · 30,52) = 100 / (39,2 + 4,2 + 1,9 + 0,3 + 0,6 + 0,2 + 0,1 + 0,2) = 100 / 46,7 = 2,14.

По графикам (рис. 2.1) находим значение z, как функцию z = f(Т_пр. =1,48) и f(P_прив=2.14) при определяем z. Для нашего случая величина z = 0,81.

Объём газа в пластовых условиях определяем, используя закон Бойля–Мариотта:

V_пл = zV_o(273,15 + t°) P_o / (273,15P_пл),

V_пл = 0,811000323,151 / (273,15100) = 9,58.

Объёмный коэффициент газа оценивается отношением объёмов газа в пластовых условиях к объёму газа при н.у.:

b = V_пл/V_o = z(273,15 + t°)Po / (273,15P_пл),

b = 9,58 / 1000 = 0,81323,151 / (273,15100) = 0,00958.

Дата добавления: 2014-01-04