Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 [ 46 ] 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

Обычно критическая точка находится справа от максимального давления, при котором могут одновременно сосуществовать жидкая 11 газовая фазы, когда в углеводородной смеси массовая концентрация юптана и более тяжелых фракций высокая, а метана низкая (см. рис. IV.4, б).

Ретроградные явления характеризуются диаграммой вида (рис. IV.6, в), когда максимальное давление р находится на кривой точек конденсации, а критическое давление - между р и давлением,

Рис. IV.6. Различные виды фазовых диаграмм.

1 - кривая точек парообразования; 2 - кривая точек конденсации.

соответствующим крикондентерме Т. Изотермическая ретроградная конденсация возникает тогда по любой вертикальной линии в области BCDN. В области CAD могут происходить явления обратной изобарической конденсации. Такие диаграммы характерны для жирных и конденсатных газов.

Из рис. IV.5 и IV.6 следует, что изотермические ретроградные явления происходят только при температурах выше критической и ниже максимальной двухфазной температуры (крикондентермы). Изобарические процессы испарения и конденсации наблюдаются между критическим и максимальным двухфазным давлением (криконденбар ой).

Ретроградные процессы испарения и конденсации сопровождаются непрерывным изменением состава и объемного соотношения жидкой

и паровой фаз. Например, по диаграмме (рис. IV.7), соответствующей фазовой диаграмме, приведенной на рис. IV.6, в, можно проследить за течением процессов обратного испарения и конденсации. На рис. IV.7 нанесены дополнительные кривые, характеризующие количество (в процентах) углеводородов в системе, находящихся в жидком состоянии при различных давлениях и температурах. По изотерме (допустим, AM) от давления начала конденсации до области более высоких давлений можно проследить за характером ретроградного процесса. При давлении, соответствующем точке О, молекулы приблизятся друг к другу достаточно, чтобы силы притяжения начали

действовать между тяжелыми молекулами; образуется жидкая фаза, состоящая в основном из тяжелых углеводородов. Этот процесс будет происходить до давления При этом давленип выделяется максимальное количество жидкой фазы и называется оно давлением максимальной конденсации. С дальнейшим повышение.м давления притяжение между легкими молекулами, оставшил1ися в газе, до этого слабое станет более эффективным из-за большей близости молекул. С этого момента молекулы сконденсировавшихся углеводородов начинают вновь втягиваться в паровую фазу. С увеличением давления выше взаимодействие молекул в жидкости также несколько уменьшается вследствие растворения в ней легких углеводородов. Относительная плотность газовой фазы увеличивается, и компоненты жидкой фазы начинают все более и более растворяться в плотной газовой фазе до тех пор, пока не закончится процесс ретроградного испарения. Из сказанного следует, что процесс ретроградного испарения можно упрощенно рассматривать как процесс растворения тяжелых компонентов в плотной паровой фазе подобно тому, как тяжелые фракции нефти растворяются в легком бензине.

Описанные явления обратной конденсации часто встречаются в природных условиях. Залежи, которым свойственны ретроградные явления, называются газоконденсатными.

Условия залегания углеводородов в газовых, газоконденсатных и газонефтяньгх залежак

Как мы видели, система находится в пласте в условиях конденсат-ного газа, если фазовая диаграмма для смеси углеводородов подобна диаграмме на рис. IV.6, в (или рис. IV.7), пластовая температура

Температура Т

Рис. IV.7. Фазовая диаграмма вблизи критической точки.

1 - кривая точек парообразования; 2 - кривая точек конденсации.

находится в области между критической температурой и криконден-термой, а начальное пластовое давление выше давления точки росы (или равно ему). При этолг, с повышением количества тяжелых компонентов в системе фазовая диаграмма расширяется, а критическая точка смещ;ается в сторону более высоких температур. При эксплуатации таких залежей углеводородная смесь в пласте может переходить в двухфазное состояние в связи со снижением пластового давления ниже давления точки росы. Газоконденсатная смесь и в свежих залежах может находиться в двухфазном состоянии, если начальное пластовое давление оказалось ниже точки росы.

Теппература а

Теппература 6

Рис. IV.8. Фазовые диаграммы газовой шапки и контактирующей с ней нефти

а - газовая шапка находится в условиях конденсатного газа; б - газовая шапка, в которой при эксплуатации залежи, ретроградные явления не наблюдаются. 1 - кривые точек росы; 2 - кривые точек начала кипения; з - критические токи; р и Г -пластовое давление и температура.

Фазовые диаграммы углеводородов газовых залежей бедных тяжелыми фракциями (сухой газ) и обогащ;енных ими (жирный газ) более узкие, чем диаграммы газоконденсатных смесей, а критические их точки смещены в сторону более низких температур. Так как пластовая температура превышает крикондентерму, в пластовых условиях такие газы находятся в однофазном состоянии. Эксплуатация этих залежей происходит в условиях однофазного залегания углеводородов до полного их истощения, если температура пласта не снижается значительно, что в большинстве случаев и наблюдается на практике. Из «жирного» газа жидкие углеводороды выпадают в сепараторах или они начинают конденсироваться в стволе скважины.

Сухой газ состоит в основном из метана и содержит незначительное количество более тяжелых углеводородов. Выделение их не происходит также и в сепараторах.

При наличии газовой шапки в нефтяной залежи газовая часть месторождения может быть представлена сухим, жирным или конденсатным газом - все зависит от степени обогащения газа тяжелыми углеводородами, перешедшими из нефти в газовую часть, и от пластовых условий. На рис. IV.8 приведены схематические фазовые