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

где Х2 s Xg - концентрация тяжелых компонентов, входящих в состав второго компонента. На рис. VIH.12 также приведены критические кривые бинарных смесей метана с индивидуальными углеводородами.

А. С. Великовским, Г. С. Степановой и Я. И. Выборновой предложены следующие эмпирические формулы для определения максимального давления критических кривых бинарных смесей метана

/00 гоо

Температура, °С

Рис. VIII.12. Критические кривые бинарных и тройных смесей метана с различными углеводородами.

С углеводородами нормального парафинового ряда и температуры, отвечающей этому давлению:

-"кр max

= 0,00353 (Maf+ 2,13Шг,

кр max

=- 0,683 (Гкр 2 + 82) 0,9936-0,82,

(Vin.7) (VHI.8)

где ]эрп,ах - максимальное давление критической кривой в кгс/см; М - молекулярная масса нормального парафинового углеводорода, составляющего смесь с метаном; ?кр шах - температура, отвечающая давлению /Jpmax, в °С; 2 - критическая температура нормального парафинового углеводорода, составляющего смесь с метаном, в °С. При давлении в пласте выше Ркр max оторочка будет находиться в однофазном состоянии при любой температуре. Если состав оторочки сложный, вместо молекулярной массы индивидуального

компонента необходимо в формулы (VIII.T) и (VIII.8) подставить значения эквивалентной молекулярной массы тяжелых коипонентов ТкГэкв (методику определения Мв см. в гл. IV, § 4).

§ 9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТИЧЕСКОГО СОСТАВА СМЕСИ

Необходимое давление, при котором наступает вытеснение оторочки метаном в условиях смесимости, может оказаться высоким и не приемлемым для условий воздействия.

Давление в системе, когда нефть будет вытесняться оторочкой и газом в условиях их полной смешиваемости, можно уменьшить, если растворитель продвигать газом, обогаш;енным этаном, пропаном и бутаном. При этом задача сводится к определению необходимого состава нагнетаемого газа и смеси в промежуточной зоне, для которых пластовая температура и давление являются критическими (критический состав). При выборе такого состава углеводородов условно принимается, что промежуточная зона, образуюш;ая-ся оторочкой и вытесняюш;им ее сжатым газом, в которой доля последнего изменяется от 0 до 100%, состоит из двух сложных компонентов. Состав каждого из этих компонентов в зоне смеси предполагается постоянным, изменяется лишь количественное соотношение двух компонентов в смеси.

Как известно, при изменении состава системы сдвигаются и значения критических ее параметров (см. рис. IV.4). Допустим, что фазовая диаграмма 1 на рис. VIII.13 отвечает составу вытесняющего газа, а диаграмма 2 - составу оторочки. Тогда схематическое изменение фазовых диаграмм углеводородов в зависимости от концентрации компонентов в зоне смеси при переходе от оторочки к сжатому газу будет характеризоваться промежуточными диаграммами 3, 4, 5 и 6 и соответствующей критической кривой, соединяющей критическую точку К, отвечающей составу сжатого газа н - составу оторочки. С увеличением доли сжатого газа в смеси возникают системы, которые в пластовых условиях будут находиться в газообразном состоянии (диаграммы 5 ъ 6). С уменьшением доли сжатого газа в смеси возникают системы, которые в пластовых условиях будут находиться в жидком состоянии (диаграмма 4).

Как следует из рис. VIII.13, при пластовой температуре Гщ, максимальное давление, когда смесь может разделиться на две фазы, будет близким к критическому давлению для смеси с фазовой диаграммой 3. Пластовая изотерма является критической для данной

Рис. Vni.l3. Схема изменения фазовой диаграммы при переходе от оторочки к сжатому газу.

смеси. Следовательно, чтобы вытеснение было смесимым, давление в пласте должно быть выше критического давления (точка Kg), снимаемого с критической кривой при пластовой температуре. (Ранее было упомянуто, что превышение давления перехода системы легких углеводородов в однофазную область над критическим, составляет не более 2-3% критического давления. Поэтому считаем условием смесимости превышение пластового давления над критическим.)

Состав углеводородов вытесняющего газа и оторочки, удовлетворяющий этому условию, обеспечивает процесс продвижения растворителя в условиях полной смесимости углеводородов. Этот состав задаваясь различными соотношениями величины d - текущей мольной доли сжатого газа в составе углеводородов промежуточной зоны. Далее определяют критические температуры, соответствующие выбранным составам смесей, и в результате подбирают такой состав, для которого пластовая температура является критической. Критическую температуру и критическое давление определяется по методике, с которой мы познакомились ранее (см. § IV. 4).

Рассмотрим далее подбор критического состава смеси, состоящего из d молей сжатого газа и (i - d) молей оторочки с помощью треугольной диаграммы трохшых смесей (рис. VIII.14). По линии АВ откладывается содержание метана в смеси, а но линии АС - промежуточного компонента (содержание этана или смеси этана с пропаном). В этих координатах составу смеси отвечает точка D. Отрезок DE или DF равен составу остальных компонентов (Сд + высшие или С4 высшие). Если точка Г отвечает составу сжатого газа, а точка О - оторочки, то прямая ГО отвечает составам промежуточной зоны, где концентрация сжатого газа изменяется от О до 100%. На этой прямой лежит точка, соответствующая критическому составу смеси при пластовой температуре. Координаты ее можно определить по точкам К и К", отвечающим критическим составам смесей, составленных из метана и компонентов С + высшие, содержащихся в сжатом газе, из метана и компонентов + высшие, содержащихся в оторочке. Прямая КК " пересекает линию ГО в точке К", координаты которой соответствуют критическому составу смеси при пластовой температуре. Координаты точек К и К" можно найти с помощью диаграммы зависимости критической температуры от мольного содержания метана в его бинарных смесях с углеводо-

Рис. Vin.l4. Изображение составов тройных смесей на прямоугольном равнобедренном треугольнике.