1.6. Единицы измерения

Параметры	Единицы измерения
	СИ	СГС	Смешанная
Газовая постоянная R	Дж/кг К	эрг/г К=10^-4 Дж/кг К	м/^оС=9,81 Дж/кг К
Температура	К=273 +^оС	К	^оС
Сила	ньютон(н)= кг*м/с^2= 10^5дн=0,1013кгс	дина(дн)=г*м/с^2= 10^5н	кгс=9,81н
Давление	паскаль(Па)=н/м^2 = 10дин(1МПа=10^6Па)	дин/см^2=0,1Па	ата=кгс/см^2= 9,81*10^4Па 0,1МПа
Энергия	Дж=кг м^2/с^2	эрг=г см^2/с^2= 10^-7Дж	кал=4,1868Дж

1.7. Пример расчета

По данному массовому составу газа, величине пластового давления p_пл определить:

0. -содержание в нем пропана, бутана и газового бензина;

1. - параметры смеси;

2. - критические и парциальные параметры;

3. -вид залежи.

Месторождение	массовая концентрация, %
	СН4	С2Н6	С3Н8	i C4Н10	n C4Н10	С5Н12 +выс.	N2+ инерт	СО2	Тпл К	р Мпа
1 пример	19,5	11,8	37,95	3,25	12,05	8,15	7,3	--	353	23,0

Решение

1. Определяем среднюю молекулярную массу газа по (1.8)

2. Находим плотность газа при нормальных условиях по (1.3)

_см=32,15/22,41=1,43 кг/м³

3. Находим содержание тяжёлых углеводородов в газе по (1.10) в г/м³

0. пропана..............................10 ^. 37,95^.1,43=542,0;

1. i - бутана.............................10 ^. 3,25^.1,43= 46,5;

2. n -бутана.............................10 ^. 12,05^.1,43=172,0;

3. пентана и высших...............10 ^. 8,15^.1,43=117,0;

__________________________________________________________

Всего..............................................................877,5 г/м³

Т.о., газового бензина (пентан целиком) и n-бутана (по величине, равной половине пентана) в составе газа будет

117+117/2=175,5 г/м³;

0. пропана.............................. 542,0 г/м³;

1. i - бутана............................. 46,5 г/м³;

2. n -бутана............................. 172-58,5=113,5 г/м³.

Всего тяжелых углеводородов 877,5 г/м³.

5. Находим относительную плотность газа по (1.4.2)

₀=1,43/1,293=1,106.

6. Определяем объёмные концентрации y_i компонент по (1.5), парциальные давления p_i по(1.6):

Компоненты	СН4	С2Н6	С3Н8	i C4Н10	n C4Н10	С5Н12 +выс.	N2+ инерт	Пласт. давл. Р, МПа	Мол. масса смеси,М
Массов. конц.%, gi	19,5	11,8	37,95	3,25	12,05	8,15	7,3	23,0	32,15
Молек. масса, Мi	16,04	39,07	44,1	58,12	58,12	72,15	28,02	--
Объёмные конц.% yi=gi M/ Mi	39,09	9,71	29,12	1,8	6,67	3,63	8,38	--
Парциал. давл. Рi=yip/100, МПа	8,99	2,23	6,7	0,41	1,53	0,83	1,93	--

7. Определим тип залежи:

а) Имеем - =1,106; метана-39,09%; жидкого газа (пропан-бутановая фракция) - 31%, газ. Бензина  8%. Т.о. по разделу (3.1) месторождение можно считать газонефтяным.

в) по Коратаеву - g=0,27. Газ можно отнести к газонефтяному.

8. Найдем объём паров после испарения 702 кг пропан -бутановой фракции, в которой содержится: пропана - 542 кг, бутана - 160кг.

Находим процентное содержание пропана и бутана в данной фракции:

пропан - g = 542^.100 / 702=77,2%;

бутан - g= 100-77,2= 22,8%.

Определим среднюю молекулярную массу смеси

Объём паров (11)

V_п= 22,41^.702 / 46,72=336,7 м³.

9. Найдём критические и приведенные параметры смеси:

Компоненты	СН4	С2Н6	С3Н8	i C4Н10	n C4Н10	С5Н12 +выс.	N2+ инерт	Отн. плотн. , кг/м^3	Мол. масса смеси, М
Молек. масса, Мi	16,04	39,07	44,1	58,12	58,12	72,15	28,02	1,106	32,15
Объём. конц. yi	0,391	0,0971	0,2912	0,018	0,0667	0,0363	0,0838	--
Крит. темп., К	190,5	206	369,6	404	420	470,2	125,9	--
Крит. давл., МПа	4,7	4,9	4,3	3,7	3,8	3,4	3,46	--

Т.к. объёмное содержание высококипящих и неуглеводородных компонент больше 10%, то для расчета критических параметров используем зависимости (1.12.1)

К= 128.46; К²= 16502,85; J=106,79; J²=11404,1041;

р_кр=1,45 МПа; Т_кр=154,5 К.

Рассчитаем критические параметры по (12):

р_кр=4,3 МПа; Т_кр=266,5 К.

Рассчитаем критические параметры по (14.1):

р_кр=4,44 МПа; Т_кр=262,3 К.

1.8. Проверочные задания

По данному составу газа, величине пластового давления p_плопределить:

0. -содержание в нем пропана, бутана и газового бензина;

1. - параметры смеси;

2. - критические и парциальные параметры;

3. -вид залежи.

Состав газа взять из таблицы раздела (1.4).

2.1. Уравнения состояния природных газов

1. Уравнение состояния совершенного газа Клайперона-Менделеева

р= R T, (2.1)

где R - газовая постоянная (Дж/(кг К)).

2. Обобщённое уравнение состояния

р=z R T . (2.2)

Коэффициент сверхсжимаемости z является функцией приведенных значений давления р_пр, температуры Т_пр и для тяжелых углеводородов С₅₊ - ацентрического фактора , учитывающего нецентричность сил притяжения. Т.о. z=z(p_пр,T_пр, ). Для смесей газов = (y_i_i), а _i изменяется в пределах от 0 до 0,4 и значение его можно определить из таблиц (часть1).

Значение z находят или по соответствующим таблицам, или графически, или по эмпирическим зависимостям, или на основе многопараметрических уравнений состояния. При этом необходимо вводить поправку на содержание азота N ₂ z=y_N z_N+(1-y_N) z_у. Здесь z_y - коэффициент сверхсжимаемости углеводородной части.