Справочник мастера по подготовке газа

СПРАВОЧНИКМАСТЕРА
ПОПОДГОТОВКЕГАЗА

Учебно-пратичесоепособие

Инфра-Инженерия
Мосва
2009

М.Л.Карнахов
В.Ф.Кобычев

БИБЛИОТЕКАНЕФТЕГАЗОДОБЫТЧИКАИЕГОПОДРЯДЧИКОВ(SERVICE)

УДК622.662
ББК26,343(я2)
К24

СПРАВОЧНИКМАСТЕРАПОПОДГОТОВКЕГАЗА
Подред.М.Л.Карнахова

М.:«Инфра-Инженерия»,2009.-256с.

©Коллетивавторов,2009
©Издательство«Инфра-Инженерия»,2009

ISBN5-9729-0018-3

Справочнимастерапоподотовеаза

Коллетивавторов

КарнаховМихаилЛьвович,дотортехничесихна,
профессор,заведющийафедрой"Разработииэсплатацииазовыхиазоонденсатныхместорождений"(РЭГМ)Тюменсооосдарственноонефтеазовоониверситета.
КобычевВладимирФедорович,заместительначальниа
производственно-техничесооотделаНГДУООО«Газпромдобыча-Ямбр».

БИБЛИОТЕКАНЕФТЕГАЗОДОБЫТЧИКАИЕГОПОДРЯДЧИКОВ(SERVICE)

Справочнимастерапоподотовеаза

Введение
Всправочниеизложеныосновныезнания,сведения,необходимыеспециалистам(операторам,мастерамиинженерно-техничесимработниам)дляработывазовойпромышленностиприобслживаниисважин,азопроводов,азовоо
обордования,аппаратовистройств.Основойявляютсярсы
лецийТюменсооГосдарственнооНефтеазовооУниверситетапопредметам"Разработаиэсплатациянефтяныхи
азовыхместорождений","Нефтеазопромысловоеобордование",чебныйпланипрораммадляповышениявалифиациирабочихпопрофессии"Операторподобыченефтииаза"
5-6разряда.Данноепособиепозволитобчитьсяосновамсовременноопроизводства,принятиятехничесихитехнолоичесихрешенийприразработеиэсплатациизалежейазаи
азоонденсата.Представленныйматериалпозволитспециалистам-азовиамполчитьнеобходимыезнаниядлядальнейшео
теоретичесоообченияипоследющеозанимчастияв
работепредприятийтопливно-энеретичесооомплеса.Справочнипозволяетсформироватьпредставлениеополномцилемероприятий,влючающихспособыиметодыэсплатации,
обстройстваместорожденийазаиазоонденсата.Вданной
работеприведенысведенияобэтапах,освенноасающихся
вопросовразработииэсплатацииместорожденийазаиазоонденсата.Влючениеданнооматериала,нанашвзляд,
являетсянеобходимымсловиемдляформированияцелостнойартиныазовоопроизводства,влючающейвсебявсе
разнообразиетехнолоичесихпроцессов.
Дляпониманиярассматриваемыхвопросовдостаточноиметь
общетеоретичесиезнанияпотаимпрофилирющимдисциплинамафизиа,математиа,общаяхимия,идравлиа,
нефтепромысловаяеолоия.

БИБЛИОТЕКАНЕФТЕГАЗОДОБЫТЧИКАИЕГОПОДРЯДЧИКОВ(SERVICE)

ГЛАВА1
ПЛАСТОВЫЕГАЗЫ,КОНДЕНСАТЫ,
ГАЗОГИДРАТЫ

1.1.ПЛАСТОВЫЕГАЗЫ

Природныелеводородныеазыпредставляютсобойсмесь
предельныхлеводородов(УВ)видаСnН2n+2.ОсновнымомпонентомявляетсяметанСН4.НарядсметаномвсоставприродныхазоввходятболеетяжелыеУВ,атаженелеводородныеомпоненты:азотN,леислыйазСО2,сероводород
H2S,елийНе,аронАr.
Природныеазыподразделяютнаследющиерппы:
1.Газчистоазовыхместорождений,представляющийсобойсхойаз,почтисвободныйоттяжелыхУВ.
2.Газы,добываемыеизазоонденсатныхместорождений,
-смесьсхооазаижидоолеводороднооонденсата.
УлеводородныйонденсатсостоитизС5+высш.
3.Газы,добываемыевместеснефтью(растворенныеазы).
Этофизичесиесмесисхооаза,пропанбтановойфрации(жирнооаза)иазовообензина.
Газ,всоставеоторооУВ-С3иС4-составляютнеболее
75/м3,называютсхим.ПрисодержанииболеетяжелыхУВ
свыше150/м3азназываютжирным.
Газовыесмесихаратеризютсямассовымиилимолярнымионцентрациямиомпонентов.Дляхаратеристииазовой
смесинеобходимознатьеесреднююмолелярнюмасс,
среднююплотностьилиотносительнюплотностьповоздх.
Молелярнаямассаприроднооаза

n

i
i
i 1
M
M X

=
= ∑
(1.1)

Справочнимастерапоподотовеаза

деМi-молелярнаямассаi-оомпонента;Xi-объемноесодержаниеi-оомпонента,долиед.ДляреальныхазовобычноМ=16-20.Плотностьазаρрассчитываетсяпоформле:

г
м
M / V
M / 24,05
ρ =
=
,(1.2)

деVм-объем1моляазапристандартныхсловиях.
Обычнозначениеρнаходитсявпределах0,73-1,0/м3.Чаще
пользютсяотносительнойплотностьюазаповоздхρ.вравнойотношениюплотностиазаρплотностивоздхаρв,взятых
приоднихитехжезначенияхдавленияитемператры:

г.в.
г
в
/
ρ
= ρ
ρ (1.3)

Уравнениясостоянияазовиспользютсядляопределения
мноихфизичесихсвойствприродныхазов.Уравнением
состоянияназываетсяаналитичесаязависимостьмежддавлением,объемомитемператрой.
СостояниеазоввсловияхвысоихдавленияитемператрыопределяетсяравнениемКлапейрона-Менделеева:

pV=NRT,(1.4)

дер-давление;V-объемидеальнооаза;N-числоиломолейаза;R-ниверсальнаяазоваяпостоянная;Т-температра.
Этиравненияприменимыдляидеальныхазов.
Идеальнымназываетсяаз,силамивзаимодействиямеждмолеламиотороопренебреают.Реальныелеводородныеазынеподчиняютсязаонамидеальныхазов.Принято
дляописаниясостоянияреальнооазаприменятьтожеравнениеКлапейрона-МенделеевасвведениемвнеопоправочноооэффициентаZ.

pV=ZNRT,(1.5)

депоправочныйоэффициентZ-это,таназываемый,оэффициентсверхсжимаемостиреальныхазов,зависящийотдавления,температрыисоставаазаихаратеризющийстепень
отлонениязаоновдляреальнооазаотидеальныхазов.

БИБЛИОТЕКАНЕФТЕГАЗОДОБЫТЧИКАИЕГОПОДРЯДЧИКОВ(SERVICE)

Рис.1.1Диараммафазовоосостояниячистооэтана

Справочнимастерапоподотовеаза

КоэффициентсверхсжимаемостиреальныхазовZ-это
отношениеобъемовравноочисламолейреальнооVи
идеальнооVиазовприодинаовыхтермобаричесихсловиях(т.е.приодинаовыхдавленииитемператре):

Z=V/Vи(1.6)

Значенияоэффициентовсверхсжимаемостинаиболее
надежномотбытьопределенынаосновелабораторныхисследованийпластовыхпробазов.ПриотстствиитаихисследованийприбеаютрасчетномметодоцениZпорафиГ.Брана.Дляпользованиярафиомнеобходимознать
приведенныепсевдоритичесиедавлениеитемператр.Сть
этихпонятийсостоитвследющем.
Объемлеводородныхазовменяетсявзависимостиот
температрыидавлениявсоответствиисрис.1.1.Каждаяиз
ривых,соответствющаяфазовымизменениямодноомпонентнооазаприпостояннойтемператре,имееттричаста.Отрезосправаотпнтирнойлиниисоответстветазовойфазе,частоподпнтирнойлинией-двхфазнойазожидостнойобластииотрезослеваотпнтирнойлиниижидойфазе.ОтрезопнтирнойривойвправоотмасиммавточеСназываетсяривойточеонденсации(точеросы),авлевоотмасимма-ривойточепарообразования.ТочаСназываетсяритичесой.Значениядавленияи
температры,соответствющиеритичесойточеС,таже
называютсяритичесими.Дримисловами,ритичесойназываетсятааятемператра,вышеоторойазнеможетбыть
превращенвжидостьниприаомдавлении.Критичесим
давлениемназываетсядавление,соответствющееритичесойточепереходаазавжидоесостояние.Сприближениемзначенийдавленияитемператрыритичесимсвойства
азовойижидойфазстановятсяодинаовыми,поверхность
разделамежднимиисчезаетиплотностиихравниваются.С
появлениемвсистемедвхиболееомпонентоввпроцессахфазовыхизмененийвозниаютособенности,отличающие
ихповедениеотповеденияодноомпонентнооаза.Приэтом
следетотметить,чторитичесаятемператрасмесинаходитсямеждритичесимитемператрамиомпонентов,аритичесоедавлениесмесивседавыше,чемритичесоедавлениелюбооомпонента.Дляопределенияоэффициента

БИБЛИОТЕКАНЕФТЕГАЗОДОБЫТЧИКАИЕГОПОДРЯДЧИКОВ(SERVICE)

сверхсжимаемостиZреальныхазов,представляющихсобой
мнооомпонентнюсмесь,находятсредниеиззначенийритичесихдавленийитемператраждооомпонента.ЭтисредниеназываютсяпсевдоритичесимдавлениемРприпсевдоритичесойтемператройТпр.Ониопределяютсяизсоотношений:

i

n

пкр
кр
i
i 1
P
P X ,

=
= ∑
(1.7)

деPрi,иTпр-ритичесиедавлениеитемператраi-оомпонента;Xi-доляi-оомпонентавобъемесмеси(вдолях
единицы).
Приведенныепсевдоритичесиедавлениеитемператра,
необходимыедляпользованиярафиомБрана,представляютсобойпсевдоритичесиезначения,приведенныеонретнымдавлениюитемператре(пластовым,стандартным
илиаим-либодримсловиям):

Pпр=Р/Рпр;Тпр=Т/Тпр,(1.8)

деРиТ-онретныедавлениеитемператра,дляоторых
определяетсяZ.
КоэффициентсверхсжимаемостиZиспользетсяприподсчетезапасоваза,пронозированииизменениядавленияв
азовойзалежиирешениивсехзадач,депристствютазовыесмеси.
Природныеазыиазоонденсатныесмесионтатирютс
различнымипластовымиводами,оторые,аправило,содержатаое-тооличествопаровводы.Поэтомнеобходимооцениватьвлаосодержаниеприродныхазов.Концентрацияводяныхпароввазезависитотеосостава,давления,температры.Отношениеоличестваводяныхпаров(вдоляхединицили
процентах),находящихсявазе,масимальновозможномсодержаниюводяныхпароввтомжеазеипритехжесловияхназываютотносительнойвлажностьюаза.Онахаратеризетстепеньнасыщенияазаводянымпаром.Количествоводяныхпаров,находящихсявединицеобъемаилимассыаза(в
/м3или/),называютабсолютнойвлажностью.
Парыводы,пристствющиевазахиазоонденсатных
смесях,влияютнафазовыепревращениялеводородных