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

При данных значениях параметров 0 их минималыюе необходимое количество воздуха а„ прямо пропорционалыю массе кокса в единице объема коллектора. Обычно для сжигания 1 кг топлива необходимо около И нм воздуха. Как отмечалось (см. раздел S.3), ьюдельные эксперименты позволяют проводить приближенные оценки количества сгоревшего углерода на единицу массы минеральной подложки Wg. Между Wg и mglv существует следующее соотношение:

Т*( + )Р(-Ф)"с- (5.20)

- Плотность Pg матрицы должна быть выражена в тех же единицах, что cl (в данном выражении - Jcr/M*); Ф - пористость среды. Из (S.19) и (S.20) получаем

L2(i-f р) 4.

р.(1-Ф)ис нм/м. (5.21)

В общем случае эффективное количество необходимого воздуха а и минимальное количество необходимого воздуха а„ связаны следующим образом:

«. К * (5.22)

где - утилизация кислорода, т.е. доля поступившего в пласт кислорода, полезно использованного в реакции горения.

Тот факт, что необходимое количество воздуха слабо зависит от условий эксперимопа, означает, что масса сгоревшего топлива и характеристики реакции горения также мало зависят от этих условий.

Результаты (см. рис. 5.15) требуют некоторых дополнительных разъяснений. При больших расходах воздуха скорость продвижения фронта горения заметно падает при снижении давления. Эпл эффект является следствием неполного потребления кислорода, если плотность потока воздуха превосходит критическую. С ростом давления скорость фронта горогая увеличивается вследствие влияния давления на скорость реакции окисления (см. раздел 5.2.2) и на время пребывания кислорода в зоне горения. Для низких плотностей потока при увеличении давления скорость фронта горения снижается, а его температура возрастает. Такая зависимость от массового потока окислителя ьюгла бы быть объяснена увеличением количества топлива, необходимого для поддержания реакции горения, с ростом давления. Действительно, если рассматривать гидродинамическое вытеснение 1фобками [5.21], можно ожидать увеличения остаточнс»} нефтенасыщенности в начале зоны горения при увеличении давления. К этому эаключошю можно прийти, исходя ю соображений об уменьшении скорости фильтрации газа (т.е. эффективности вытеснения нефти газом) и количества нефтяных паров [5.8]. Однако это

а 30 ¥1 50 so то

расетаяте, см

Рк. 5.16. Профили TCMnqMiypH и содцпшше гаэоиых компонеиюн прн сухой прямоточжии гореип [5.19] (песок иэ карьере, пяолюсть нефти 0,89 г/с№, расход воздуха 9 га1Г/(м-ч),абоодпп1оедаиление Ибар)

уменьшение становится менее существошым при росте плотности потока воздуха. Кроме того, слабые изменения скорости фронта и его температуры при росте давления могут быть вызваны юменением характеристик реакщш горения (о котором свидетельствует анализ состава уходящих газов), влиянием условий зксперимента на тепловые потери в камере, где протекает реакция, а также случайными юменениями количества имеющегося в наличии топлива (рис. 5.16).

В лабораторных условиях вся несгоревшая нефть ювлекаегся. Зная, что необходимое количество воздуха и количество сгоршшей нефти мало зависят от плотности потока и давления, легко понять, что козффициент нефтеотдачи (рж. 5.17) и воздухонефтяной фактор близки в пластах равнее начальной нефтенасыщенности.

Влияние свойств нефти и характеристик коллектора. Как уже отмечалось (см. разделы 5.2.1 и 523), количество сгоревшего углерода Wg зависит от характеристик нефти и коллектора. То же можно сказать и о необходимом количестве воздуха. Как правило, значения mjv и а выше в случае тяжелой нефти. Один ю примеров (рис. 5.18) показывает юменение зтих параметров плотности нефти. Однако корреляция с одной лишь плотностью далеко не удовлетворительна [5] и [5.8], и приведенные результаты следует рассматривать как предварительные зкспериментальные данные. Необходимы лабораторные работы

Ш Иг

Рис 5.17. Коэффнццект нефтеот-дпн пласп прн сухом прямоточном н 1фотнвото1ном гореннн:

/ - прямоточное горение: 1 - давление атмосферное; 2 - абсолютное давление 35,5 бар; 3 - абсолютное давление 70 бар; И - 1фотивоточное горение: 4 - давление атмосферное;

5 - абсолютное давление 35,5 бар;

6 - абсолютное давление 70 бар

5Я7 С

ДЛЯ оценки возможности реализации внутрипластового горения на данном месторождшии с нефтью и коллектором интересующего пласта или же с предварительным воспроизведошем их характеристик в целях учета взаиьюдействий внутри системы нефть-коллектор.

Бели кокса очень мало, поддержание стабильного пряьюточного горения невозможно.

Влияние насыщенности. Эксперименты по перемещению фронта прямоточного горвшя при одномерном развитии процесса показывают, что начальная насыщенность жидкостями не влияет на скорость фронта и его температуру (табл. S.3). Можно предположить, что необходимое количество топлива должно увеличиться при росте начальной нефтенасыщенности Sf,i [5.3]. Однако вследствие трехфазной фильтрации (в основном в прогретой зоне) нефтенасыщенность в начале зоны горения находится в сложной зависимости от ее исходного значения. На границе, если принять концепцию послойного вытеснения, речь идет об остаточной насыщенности, не зависящей от ее начальной величины, по крайней мере, если значение Sf,i не ниже зтой остаточной нефтенасыщенности [S.8]. Модешфование в лабораторных условиях процессов, протекающих в начале фронта горения, подтвердило эту гипотезу [5.22] .Дфугие лабораторные эксперименты показали, что величина 5/ может влиять на дли-

Рнс. S.I8. Зависимость колпества кокса (7) н необходимого количества воздуха (2) Отрямоточаое горение) от плотности нефти прн 15 *>С [5.18]

Плотнеете нефти,г/си*