Дунюшкин И.И., Мищенко И.Т., Елисеева Е.И. Расчеты физико-химических свойств пластовой и промысловой нефти и воды

Подождите немного. Документ загружается.

• 211

• молярная масса пластовой нефти 90 г/моль;

• молярная масса нефтяного газа ОСР

пластовой нефти 28,83 г/моль;

• молярная масса дегазированной нефти 183 г/моль;

• молярная доля нефтяного газа ОСР

пластовой нефти 58,75 % моль;

в том числе заданы следующие параметры:

— газовый фактор пластовой нефти 157 мVм';

— плотность нефтяного газа ОСР

пластовой нефти 1,214 кг/м';

— плотность дегазированной нефти 809,1 кг/м'.

РЕШЕНИЕ

Расчет по формуле (2.16) дает:

• ^о" = 1 28,83 809.Т = «' ^ - 60 %моль

"^157'

183 '1,214

Зная компонентный состав пластовой нефти данного месторож-

дения, можно оценить молярную долю нефтяного газа ОСР пласто-

вой нефти по формуле (2.23). Расчет по этой формуле дает значение

молярной доли нефтяного газа ОСР пластовой нефти 58,75 % моль.

Расхождение результатов расчетов разными методами:

^°"^^'^^

=0,0208 = 2,08%

вполне укладывается в погрешность промысловых данных.

6.3,

Расчет компонентного состава дегазированной нефти

В зависимости от состава исходной информации компо-

нентный состав дегазированной нефти может быть оценен по

разному.

Допустим, что известен компонентный состав пластовой

нефти. Тогда задача определения компонентного состава дега-

зированной нефти может быть решена через оценку фазового

соотношения нефтяного газа и дегазированной нефти по сле-

дуюш;ему алгоритму.

212

Первый случай

Если дополнительно имеется необходимая информация,

то молярная доля нефтяного газа ОСР пластовой нефти

МО^Р

вычисляется по формуле (2.16)

^^ОСР

^ ^ ^ОСР

РоСР

^ "^ОСР РоСР

Второй

случай

Молярная доля нефтяного газа ОСР пластовой нефти

Мдср

вычисляется при

= 100 кПа, Т = 293

непосредственно по

уравнению (2.22)

Мг{к,{р,Т)-1)

Н\

Ы'{р,Т).(к,{р,Т)-\)

и в

первом

и во

втором случаях рассчитывается

компонентный состав дегазированной нефти при

р =

100 кПа,

Т= 293 К по уравнению (2.19)

м'

'•""'~\

N'{р,Т).(к,{р,Т)-\)^^=^-^^•

Если известен компонентный состав нефтяного газа ОСР

пластовой нефти

-АА'ося >

то

компонентный состав дегазиро-

ванной нефти может быть найден по формулам

^'.оср=-1^

, /=

1-15;

16,0СР

~^~2^

^(.ОСР

/•=/

где

к.

д^р—

константа фазового равновесия /

—

го компонента при

р= 100кПа, Г=293К.

213

6.4. Расчет компонентного состава пластовой нефти

Компонентный состав пластовой нефти при ограниченной

исходной информации, например, если известны:

• компонентный объемный состав нефтяного газа ОСР пла-

стовой нефти, ф'ося) ' ~ 1"15 ;

• плотность нефтяного газа ОСР пластовой нефти,

р^^^р

;

• плотность дегазированной нефти,

р'д^р

;

• вязкость дегазированной нефти,

Цд^я 5

• газовый фактор пластовой нефти О может быть оценен по

следующему алгоритму.

В пределах погрешности экспериментального определе-

ния компонентного состава нефтяного газа ОСР пласто-

вой нефти пересчет его объемного состава в молярный

состав можно производить по законам идеального газа

п"

V" V"

•

хт'

- "1.0СР _ '^1,0СР _ ' 1,0СР ' М.ОСР _ ч

^^Фср

- в ~ т/' и' ~ V' У' ~^1.оср, /= 1-15.

"ОСР '^М!' "ОСР '^М!' ''^ОСР

Зная константы фазового равновесия компонентов плас-

товой нефти прир=

100

кПа и Г= 293 К, по компонент-

ному составу нефтяного газа ОСР пластовой нефти вы-

числяется компонентный состав дегазированной нефти

^!,оср,

' = 1 ~ 15 (см. пункт 3 предьщущего параграфа)

А г/ ^^ 1,0СР

^1.оср=-г , /=1-15;

'^1.0СР

ы.оср

~ 1" ^

^иоср

1=1

Если известен газовый фактор пластовой нефти, то по

формуле (2.16) можно найти молярную долю нефтяного

газа ОСР пластовой нефти

214

1 , ]_ ^ОСР РОСР 1 1_ ''^М.ОСР г,'

Компонентный состав пластовой нефти может быть най-

ден

по

правилу аддитивности слагаемых

со

своими весами

N,^=N[оср•{^-Кср)^Щоср•NосР, '•= 1-15.

6.5. Расчет молярной массы нефтяного газа ОСР пластовой

нефти, молярной массы дегазированной и пластовой нефтей

Молярная масса вещества

по

определению представляет

со- .

бой отнощение массы вещества

к его

количеству,

а так как

нефтяной

газ ОСР

пластовой нефти представляет собой мно-

гокомпонентную смесь,

то его

молярная масса

М'о(-р

может

быть вычислена

из

определения:

1Г'

= "^оср - ^ \ т' =

^"ОСР

- 1Г /г

^"'.т-о

^ОСР ^ОСР !

'1,0СР

- 2^^"1,0СР г - 2^'^^1,0СР ^^1,0СР

1 ^ОСР I

По аналогии молярная масса дегазированной нефти может

быть рассчитана

по

формуле

а также

по

аналогии

молярная масса пластовой нефти

ОСР

, (2.25)

^п.=^М,.^-М,.^

(2.26)

Молярная масса нефтяного газа

ОСР

пластовой нефти

од-

нозначно связана

с его

плотностью

может быть вычислена

следующим образом

215

^ОСР ~

Уоср

п,

^ОСР _ (^» у

~ УОСР

М,

ОСР

и,

ОСР

.ОСР ;

(2.27)

далее, используя законы идеального газа, получим

^оср =

Роср •

-^ ,,, _8,31.2^р,^^^24,35-10-^;сР. (2.28)

/'оср

100 10'

При давлении ниже давления насыщения пластовой нефти

газом пластовая нефть представляет собой смесь промысловой

нефти и нефтяного газа и молярная масса пластовой нефти мо-

жет быть вычислена через молярные массы сосуществующих фаз:

/и„

/^'„7-+

/ИрГ

-1(м>;,+

м;гп;г)

(2.29)

Если термобарические условия соответствуют стандартным

{р = 100 кПа; Г=

°С), то формула для вычисления молярной

массы пластовой нефти из (2.29) может быть выражена следую-

щим образом:

^ш =

М'оср

(1 - Кср) +

МОСРКСР

~ "^оср~

^ОСР

\^оср~ ^оср)

Учитывая (2.16) и (2.28), вместо (2.30) можно записать

М'г,гр-М,

(2.30)

^« =Л/ос/'-

^ОСР 'ОСР _

1 +

- М'

^^'^оср

^ "^оср

9ОСР

^ "^оср Роср

24,35

10' М'г,

РОСР

ОСР

24,3 о

РОСР

1 +

10' М'п

ОСР

(2.31)

216

6.6. Расчет массовой доли нефтяного газа ОСР

пластовой нефти

Массовая доля нефтяного газа ОСР пластовой нефти

\\1'о^р

по определению равна

^осР =-^- ^^ ^ - ^оср ^ . (2.32)

с другой стороны массовую долю нефтяного газа ОСР плас-

товой нефти можно выразить следующим образом

^ОСР ~

1 1 ^ОСР

^ОСР

^ 1 '^оср

9оср

1+ роср 0

(2.33)

6.7. Расчет относительной (по воздуху) плотности нефт5шого

газа ОСР пластовой нефти

Исходя из выражения (2.28) для молярной массы нефтяного

газа ОСР пластовой нефти, по аналогии для молярной массы

воздуха можно записать

К=РЛРОСР>ТОСР)-^-^.

(2.34)

Роср

Тогда из (2.28) и (2.34) следует, что относительная (по возду-

ху) плотность нефтяного газа ОСР пластовой нефти будет рав-

на

6^ ^

РОСР

_ Кср _ ^00 м' ,^ ,^^

217

6.8. Расчет разгазирования пластовой нефти при 20 °С

в зависимости от давления (кривая ОСР пластовой нефти)

В нефтепромысловой практике кривой разгазирования пла-

стовой неф|Ти при 20 °С

координатах «газовый фактор нефти

—

давление разгазирования» принято называть графическую

зависимость газового фактора

от

величины равновесного дав-

ления контактного разгазирования пластовой нефти при 20 °С.

Такая кривая может быть рассчитана аналитически при извес-

тном компонентном составе пластовой нефти

из

уравнения

(2.23),

записанного

виде

^',1

М;,{р).(к,,,{р)-1)- '

(2.36)

где обозначено:

к^^о

{р)

{Р>

^^^

^)'

Ко{р)^М\р,293К).

Молярная доля равновесного нефтяного газа, выделяюще-

гося из пластовой нефти

процессе изотермического ее разга-

зирования при стандартной температуре

20 °С и

давлении

(М'о{р)),

по

существу, представляет собой безразмерную

(в

молярных долях) кривую разгазирования пластовой нефти. Рас-

смотрим эту кривую

форме функции удельного газового фак-

тора от давления разгазирования при 20 °С,

О20

{р)

•

где

Усг{р,20)-

объем нефтяного газа, выделившегося

из

плас-

товой нефти при давлении

р и

температуре

°С

приведен-

ный

стандартным условиям (100 кПа

20 °С).

218

Из определения (2.37) с учетом (2.28) следует

^ т'{р,20) _М'{р,20).п'{р,20)п^^_

Рст

(р. 20)

т'оср

9ст

{Р,

20) М'ОСЛСР «^

-мир) '''''•''"

(2.38)

^оср (1 ^оср)

где

{п'{р,20)/п^)^Щ,{р),

{^'оср

"ил)

~ ^оср (по определению).

Полученное выражение позволяет пересчитать молярную

долю нефтяного газа контактного разгазирования пластовой

нефти при 20 °С в стандартную кривую разгазирования пласто-

вой нефти по ОСТ 39 112-80.

Используя полученное ранее выражение (2.16), вместо (2.38)

можно записать

02о{Р)=Ко{р)'

(

О 24,35 1

уРоср

1^^ ^оср

(2.39)

Учитывая, что массовая доля нефтяного газа при разгазиро-

вании потока пластовой нефти может быть выражена через его

молярную долю

'!:м)-.м-(р.т).м^:^

1А—

(2'»0)

и полагая, что известны следующие экспериментальные дан-

ные ОСР пластовой нефти по ОСТ 39 112-80:

• плотность пластовой нефти,

• ее объемный коэффициент и

• компонентный состав пластовой нефти,

можно получить выражение для расчета кривой ОСР пласто-

вой нефти

Ост

{р,

Т20) •

Действительно, по определению:

219

(^ст{Р>Т2о)

рр , (2.41)

где

Ост {Р>

Т'ю)

~ объемный поток равновесного нефтяного газа,

выделяющийся из потока пластовой нефти в процессе ее изо-

термического контактного разгазирования при 20 °С в процес-

се снижения давления от давления насыщения пластовой не-

фти газом до давления ;;, приведенный к стандартным услови-

ям (давление атмосферное

—

100 кПа; температура

—

293 К);

О'оср

~ объемный поток дегазированной нефти, получаю-

щийся из потока пластовой нефти в результате ее ОСР.

Используя определения объемного коэффициента пласто-

вой нефти Ь^ и ее плотности р^, несложно преобразовать ре-

шение (2.40) в выражение, удобное для инженерных расчетов

объемного расхода нефтяного газа:

0::г{Р,Т2о)

^^^^-^^'' -ОосР^-^- ^'{р,Т,о), (2.42)

где

Ост {Р>

'^20)

~ поток нефтяного газа, выделившегося из пла-

стовой нефти при температуре 20 °С и давлении р при равно-

весных условиях, приведенный к 100 кПа ( то есть к стандарт-

ным условиям);

О'оср

~ поток дегазированной нефти;

М^— молярная масса пластовой нефти;

—

плотность пластовой нефти.

Из (2.42) с учетом определения (2.41) следует аналитичес-

кое выражение для расчетного построения одного из основ-

ных результатов физико-химического исследования глубин-

ных проб пластовой нефти

—

кривой ОСР пластовой нефти

(синоним термина

—

кривая разгазирования пластовой нефти)

по ОСТ 39 112-80:

220

^сг

(^7-,,)

= 24,35-10-^ •^^^•Л^'(А7^,.). (2.43)

Для построения кривой разгазирования пластовой нефти

можно получить расчетную формулу, не требующую экспери-

ментальной информации по объемным свойствам пластовой

нефти:

4г(А7^..)

24,35.10-.^р|^^.-^, (2.44)

^ •'^ ОСР •'" ОСР

где

П (п Т \-

^ст{Р>Т2о)

„

'^ст \Р>^2о)

- ~~> ,

—

удельный газовый фактор плас-

ЧОСР

товой нефти при равновесном давлении ;; и температуре разга-

зирования 20 °С, приведенный к стандартным условиям (дав-

ление

—

100 кПа, температура 20 °С);

Л'^'

(р,

Т20)

—

молярная доля нефтяного газа, вьщелившегося

из пластовой нефти при равновесном давлении р и температу-

ре разгазирования 20 °С;

^оср ~ молярная доля нефтяного газа, выделившегося из

пластовой нефти в процессе контактного разгазирования до

атмосферного давления при 20 °С;

^'оср~

молярная масса дегазированной нефти.

ПРИМЕР 2.2

Построить кривую разгазирования пластовой нефти Бариновс-

кого месторождения Куйбышевской области по экспериментальным

данным однократного стандартного разгазирования (ОС?) пласто-

вой нефти, приложение П.1.

РЕШЕНИЕ

Для возможности использования уравнений (2.43) или (2.44) для

построения кривых разгазирования пластовой нефти необходимо

рассчитать молярные доли нефтяного газа в зависимости от давле-

ния разгазирования по уравнению (2.36). Результаты этих расчетов

представлены в табл.

2.2.1.