Теоретичні положення.

Розрахунок густини газу ρ (кг/м³).

а) за нормальних умов (Р_о=0,1 мПа, t = 0^о С)

ρ_го = М_Г /V_ао= М_Г /22,4

б) за стандартних умов (Р_ст=0,1 мПа, t_ст=20^о С)

ρ_г.ст=М_г/V_аст=М_г/24,055 ,

де V_ао и V_аст об’єм м³ 1 киломолю газу (за законом Авогадро).

Відносна густина газу:

_г = ρ _го/ ρ _по= ρ_{г ст}/ ρ_{п ст}=М_г/М_п=М_Г/28,979,

де ρ _го и ρ _г.ст – густина газу за нормальних і стандартних умов, кг/м³;

ρ_пн, ρ_{л ст} – густина повітря за нормальних і стандартних умовах, кг/м³, густина повітря за нормальних умовах ρ _по = 1,293 кг/м³, а за стандартних умовах ρ _п.ст = 1,205 кг/м³, М_г, М_п – молекулярна маса газу і повітря кг/кмоль (М_п=28,98 кг/кмоль).

Приклад розв’язання задачі.

Розрахувати густину за стандартних умов ρ_{г. ст} і відносну густину нафтового газу родовища ,знаючи склад газу (табл. 2).

Дано: об’ємний вміст компонентів газу: CH₄ – 42,7%, C₂H₆ – 22,3%, C₃H₈ – 19,9%, C₄H₁₀ – 7,9%, C₅H₁₂ – 0,8%, CO₂ – 0,6 %, N₂ – 5,8%. Експериментально визначена густина газу за стандартних умовах ρ _{г ст} = 1,223 кг/м³.

Розв’язання: молярні маси компонентів газу в кг/моль: Мсн₄ =16, Мс₂н₆ =30, Мс₃н₈ =44, Мс₄н₁₀ =58,18, Мс₅н₁₂ =72,15, Мсо₂ =44, М_N2=28.

Молярна маса цього газу становить:

 ,

Розрахункова густина газу за стандартних умовах

ρ_г.ст = М_Г / V_{г ст} = 24,67/24,055 = 1,035 кг/м³

(V_г.ст – об’єм 1 кмоля газу за стандартних умовах (V_г.ст.=24,055 м³/кмоль).

Відносна густина газу _г= ρ_{г ст} / ρ_{п ст} = 1,025/1,205 = 0,85 де ρ _{п ст} - густина повітря за стандартних умовах, кг/м³.

Відносна похибка між експериментальною і розрахунковою густиною:

Δ ρ = ∙ 100% = ∙100 = 19,3 % (2.2)

де -густина отримана за експериментом ( кг/м )

Визначити відносну густину нафтового газу родовища, якщо молярна маса даного газу – 29,39 кг/кмоль.

Розв’язання: Визначаєм густину газу за нормальних і стандартних умовах

ρ _{г о} = М_Г /22,414 = 29,52/22,414 = 1,317 кг/м³ (2.3)

ρ _{г ст} = М_Г /24,055 = 29,52/24,055 = 1,227 кг/м³ (2.4)

Відносну густину газу розраховують за трьома формулами:

_г = , _г = 1,317/1,293 =1.018 (2.5)

_г= _г =1,227/1,225 = 1.018 (2.6)

_г = 29,52/28,98 = 1.018 (2.7)

Завдання № 3

Вариант№16

РОЗРАХУНОК ВІДНОСНОЇ ГУСТИНИ НАФТИ

Розрахувати відносну густину нафти родовища за умовах відомої пластової температури (К) і відносній густині нафти за стандартних умов.

Відносна густина нафти за стандартних умов - відношення густини нафти за стандартних умовах ρ_нст до густини води ρ _{в 4}, за Т= 4^о С і атмосферному тиску (ρ _{в. 4} = 1000 кг/м³).

Зміни відносної густини нафти за стандартному тиску р_ст=10⁵ Па, в залежності від температури, можливо розрахувати:

б) в інтервалі температур 51-120^оС за формулою:

(3.1)

де - відносна густина нафти за стандартному тиску і температурі,

α - температурна поправка, визначається в залежності від відносної густини нафти при стандартному тиску і температурі Т_ст = 293 К,

(3.2)

або в залежності від відносної густини нафти і середній температурі кипіння нафти Т_с.к. , К.

(3.3)

або в залежності від молекулярної маси нафти М_н:

(3.4)

б) в інтервалі температур 51-120^оС за формулою:

, (3.5)

;

при 0,780≤ ≤0,860 (3.6)

де

Розраховуємо температурну поправку α за наведеною формулою. Потім розраховуємо відносну густину нафти при даній пластовій температурі за наведеними вище формулами.

Молярна маса нафти дорівнює відношенню маси нафти до кількості молей (г/моль). Середня умовна молекулярна маса (молекулярна маса) нафти чисельно дорівнює молярній масі, є безрозмірною величиною.

Молекулярну масу розгазованої нафти розраховують:

а) за формулою

; (3.8)

б) за формулою Крега

; (3.9)

в) за формулою Андриасова

; (3.10)

г) за формулою Воїнова (для легкої нафти)

, (3.11)

де - відносна густина нафти при стандартних умовах;

μ_нст - динамічний коефіцієнт в’язкості розгазованої нафти при стандартних умовах, мПа·с;

Ф – характеристичний фактор нафти;

t_ск – середня температура кипіння нафти, ^оС.

Завдання № 4

Вариант №16

ВИЗНАЧЕННЯ УМОВ ТА МІНІМАЛЬНОГО

ВИБІЙНОГО ТИСКУ ФОНТАНУВАННЯ