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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238

	01*5
	0,35
	0,20

W 20 30 If о so 60 70 80 SO WO

Р ата

25 50 75 lOOZC

Рис. 69. Зависимость коэффициентов а для Рис. 70. Влияние температу-метана от давления р при различных темпе- ры t на величину коэффици-ратурах. ентов а для метана.

0.20

lOOP.amd

Рис. 71. Зависимость коэффициентов ol для естественного нефтяного газа от давления р нри температуре 71,1° С.

этого газа следующий (в процентах молей): кислорода и азота - 1,50%, углекислоты - 0,60%, метана - 87,78%, этана - 3,82%, пропана - 3,36%, п-бу-тана и изобутана - 2,00%, нентана - 0,64% и более тяжелых углеводородов - 0,30%.

Исходя из средних значений коэффициентов й, легко определить падение температуры в пласте нри дросселировании газа, пользуясь формулой:

At = аАр,

где At - падение температуры газа между двумя точками пласта, перепад давления между которыми равен Ар.

Определение величины изменения температуры газа при помощи энтальнийных диаграмм. Так как движе-

ние газа в пористой среде представляет дроссельный процесс, характеризующийся постоянством теплосодержания, изменение температуры газа нри дросселировании его может быть определено нри помощи энтальнййных диаграмм или соответствующих таблиц. На рис, 72 представлена составленная Б.Б. Лапуком энтальнийная диаграмма для естественного газа указанного выше состава. Пользуясь рис. 72, рассмотрим следующий пример.

Пример. Определить падение температуры естественного газа в пласте нри установившемся движении его к забою скважины, если пластовые давление и температура соответственно составляют 130 ата и 60° С, а давление на забое скважины равно 110 ата.

do kit 48 5Z 56606Ш 71*7862eS . SO

5 10 1520253035UOk55Q55606570 75BOB590951Q0105mm Теплосодержание I, ккал/кг

Рис. 72. Энтальнийная диаграмма для естественного нефтяного газа.

Па диаграмме рис. 72 находим значение теплосодержания для 60° С и 130 ата. Оно составляет 70 ккал/кг. Спускаясь по вертикали г = 70 ккал/кг до давления 110 ата, находим значение забойной температуры, равное 56° С. Таким образом, падение температуры составит 60 - 56 = 4° С.

Следует отметить, что, пользуясь энтальнийными диаграммами для газа, можно определить средние значения коэффициентов а. Так, для рассмотренного нами примера, при снижении давления естественного газа на 130 - 110 = 20 ат и падении температуры на 4° С, величина среднего коэффициента а составит:

At 4,0

0,20° С/am.

Лр 20

Экспериментальные данные. Так как наш вывод о том, что

установившееся движение газа в пористой среде представляет дроссельный процесс, базируется на основных началах термодинамики, то он (этот вывод) не требует экснериментальной проверки. Тем не менее сравнение с опытными данными представляет интерес с точки зрения оценки проведенных экспериментальных работ. Из перечисленных в § 1 настояш;ей главы экспериментальных исследований движения газа в пористой среде лишь в работах И. И. Москалькова [129] и в опытах [182] было обраш;ено внимание на вопросы изменения температуры газа.

И. И. Москальков указывает, что «предполагавшиеся изменения температуры но длине пласта при прохождении через него газа проведенными наблюдениями с помош;ью двойных термопар, установленных в начале, середине и конце 35 м пласта, не подтвердились. В силу этого во всех дальнейших опытах наблюдение за изменением температуры в пласте было исключено вовсе».

Если учесть малую величину коэффициентов а для воздуха, большие размеры пласта и то, что опыты И. И. Москалькова проводились при небольших перепадах давления, то станет понятным отсутствие заметных температурных изменений нри фильтрации газа.

Ири проведении экспериментальных исследований [182] установившегося одномерного (прямолинейного) движения воздуха в изолированном (нри номош;и тепловой изоляции) пласте (набитая песком труба диаметром 3) при перепаде давления в 15,73 ат на длине 2,85 м наблюдалось нонижепие температуры, «хорошо совпадаюш;ее с данными падения температуры в результате эффекта Джоуля - Томсона нри движении воздуха в подобных же условиях температуры и давления».

3. Выводы

Установившееся движение газа в пористом пласте практически можно рассматривать как дроссельный процесс, характеризуюш;ийся постоянством энтальпии.

Ионижение температуры газа при установившемся движении его в пористой среде может быть определено нри номош;и энтальнийных диаграмм или коэффициентов а.

Ионижение температуры при установившейся фильтрации газа даже при больших перепадах давления относительно невелико. Ири газодинамических расчетах (определения распределения давления, расхода газа и т. п.) нри небольших перепадах давления для практических целей можно принимать, что установившееся движение газа в пористых пластах является изотермическим процессом.

В условиях неустановившейся фильтрации газа, происходяш;ей в газовых залежах при их разработке, величина падения температуры газа еш;е меньше, чем при установившейся фильтрации, ибо в этом случае имеет место теплопередача как от самой пористой среды, слагаюш;ей коллектор, так и от горизонтов, нодстилаюш;их и перекрываюш;их газоносный нласт. Температурные изменения, нроисходяш;ие в пористых пластах при фильтрации