2.2 Задачи № 2

РАСЧЕТ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ГАЗА

Теоретические положения

Расчет плотности газа г (кг/м³).

а) при нормальных условиях (Р0=0,1 мПа, t = 0º С)

ρ_гo=M_Г /V_ао= M_Г /22,4

б) при стандартных условиях (Р_ст=0,1 мПа, t_cт=20º С)

ρ_г.ст =М_г/V_аст=М_г/24,055,

где V_ао и V_аст объем м³ 1 киломоль газа (по закону Авогадро).

Относительная плотность газа:

,

где ρ_гo и ρ_г.ст - плотность газа при нормальных и стандартных условиях, кг/м³;

ρ_пн, ρ_{л ст} - плотность воздуха при нормальных и стандартных условиях, кг/м³, плотность воздуха при нормальных условиях ρ_пo = 1,293 кг/м³, а при стандартных условиях ρ_п.ст. = 1,205 кг/м³, М_г, М_п - молекулярная масса газа и воздуха кг/кмоль (М_п =28,98 кг/кмоль).

Решение задачи

Таблица 2 - Данные для задачи расчета плотности газа

№ п/п	Объемное содержание компонентов газу, %
15	58	14	11	10	2	1	4

Молярная масса этого газа составляет:

M_г =10^-2·( M_CH4·γ_CH4+M_С2Н6·γ_С2Н6+ М_С4Н10·γ_С4Н10+

+M_С3Н8·γ_С3Н8+М_С5Н12·γ_С5Н12+М_N2·γ_N2) = 10^-2·(16·58+30·14+58.18·10+

+44·11+72,15·2+44·1+28·4)=27, 14 кг/кмоль;

Расчетная плотность газа при стандартных условиях

ρ_г.ст. = М_г/V_{г ст}= 27,14/24,055 = 1,128 кг/м³

(V_{г ст} - объем 1 кмоля газа при стандартных условиях (V_{г ст} =24,055 м³/кмоль).

Относительная плотность газа

где ρ_{п ст} - плотность воздуха при стандартных условиях, кг/м³.

Относительная погрешность между экспериментальной и расчетной плотностью:

где ρ_эк-плотность полученная за экспериментом ( =1,223 кг/м³ )

Определить относительную плотность нефтяного газа месторождения, если молярная масса данного газа - 29,39 кг/кмоль.

Решение: Определяем плотность газа при нормальных и стандартных условиях

ρ_гo= M_Г /22,4=27,14/22,414=1,211 кг/м³ (2.3)

ρ_г.ст = М_г/24,055=27,14/24,055=1,128 кг/м³ (2.4)

Относительную плотность газа рассчитывают по трем формулам:

, (2.5)

, (2.6)

(2.7)

2.3 Задача № 3

РАСЧЕТ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ НЕФТИ

Рассчитать относительную плотность нефти месторождения в условиях известной пластовой температуры (К) и относительной плотности нефти при стандартных условиях.

Относительная плотность нефти при стандартных условий - отношение плотности нефти при стандартных условиях ρ_{н ст} к плотности воды ρ_{в 4}, при Т= 4º С и атмосферному давлению (ρ_{в. 4}= 1000 кг/м³).

Изменения относительной плотности нефти при стандартном давлении ρ_ст=10⁵ Па, в зависимости от температуры, возможно рассчитать:

а) в интервале температур 0-50 С по формуле:

= (3.1)

_{=0,865-0,00043942(331-293)=32,85}

где - относительная плотность нефти при стандартном давлении и температуре,

α'_н - температурная поправка, определяется в зависимости от относительной плотности нефти при стандартном давлении и температуре Т_ст = 293 К,

α'_н = 0,001828 -0,00132 (3.2)

α'_н =0,001828-0,00132·0,865=0,0006862

или в зависимости от относительной плотности нефти и средний, температуре кипения нефти Т_с.к., К.

(3 3)

или в зависимости от молекулярной массы нефти М_н:

α'_н = 0,0006 + 0,0375(М^-1_н -0,002); (3.4)

α'_н =0,0006+0,0375·(2,07^-1-0,002)=0,079

б) в интервале температур 51-120º С по формуле:

где

α_н =2,513-1,708375=0,804625·0,001=0,000804625

Рассчитываем температурную поправку α_н по приведенной формуле. Затем рассчитываем относительную плотность нефти при данной пластовой температуре по приведенным выше формулам.

Молярная масса нефти равна отношению массы нефти к числу молей (г/моль). Средняя условная молекулярная масса (молекулярная масса) нефти численно равна молярной массе, является безразмерной величиной.

Молекулярную массу разгазованной нефти рассчитывают:

а) по формуле

(3.8);

М_н=200·0,865·4,82^0,11=205,8527

б) по формуле Крега

(3.9);

в) по формуле Андриасова

; (3.10)

г) по формуле Воинова (для легкой нефти)

М_н =(7Ф-21,5)+ (0,76-0,04Ф) ·t_ск+10^-3(0,3Ф-2,45) t²_ск, (3.11)

М_н =59,28+0,2984·530+10^-3·1,012·530²=8976291982,5524

где - относительная плотность нефти при стандартных условиях;

μ_нст- динамический коэффициент вязкости разгазованной нефти при стандартных условиях, мПа·с;

Ф - характеристический фактор нефти;

t_ск - средняя температура кипения нефти, С.

Таблица 3 - Данные для задачи расчета плотности и молекулярной массы разгазованной нефти

№ п/п	Пластовая темпера-тура Т, К	Относи- тельная плотность нефти при стандарт-ных условиях,	Средняя темпера-тура кипения, Тс.к., К	Молеку-лярная масса нефти, Мн	Динамиче-ский коэф-фициент вязкости, μнст, мПа с	Характеристиче-ский фактор, Ф
15	331	0,865	530	207	4,82	11,54