Оптимизация режимов работы нефтегазосепараторов
Компонентный состав пластовых нефтей месторождений. Содержание легких углеводородных компонентов в отгоняемом газе. Процесс разгазирования скважинной продукции. Расчет процесса двухступенчатой сепарации с применением констант фазового равновесия.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.11.2018 |
| Размер файла | 23,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оптимизация режимов работы нефтегазосепараторов
О.В. Фоминых
Разгазирование скважинной продукции производится на нескольких ступенях сепарации, причем чем больше ступеней, тем больше выход нефти. Отделенный на первой ступени сепарации попутный газ, содержащий преимущественно легкие углеводородные компоненты, имеет достаточное давление для последующей транспортировки и переработки. Выделившийся на последующих ступенях газ, содержащий значительное количество пропан-бутановых и пентановых фракций, имеет низкое давление, в связи с чем мало пригоден для дальнейшей переработки и зачастую сжигается на факелах. Различие составов нефтей по месторождениям не учитывается при подборе термобарических режимов сепарации, что приводит к увеличению потерь ценных фракций. Уменьшить содержание ценных компонентов в попутном нефтяном газе низкого давления возможно путем оптимизации режимов работы нефтегазосепараторов.
Расчет процессов сепарации проводится по известным методикам, однако наибольшую погрешность в расчеты вносит значение константы фазового равновесия, которая определяет распределение компонента между паровой и жидкой фазой в условиях термодинамического равновесия. Сепарация нефти от газа на многих дожимных насосных станциях месторождений Западной Сибири проходит в две ступени со следующими режимами работы I ступень - 0,6 МПа, 15 °С; II ступень - 0,5 МПа, 15 °С. При таких условиях сепарации выделяющийся газ и дегазированная нефть подчиняются законам идеального раствора [1]. Тогда константа фазового равновесия может быть определена как отношение мольной доли компонента в газовой фазе к отношению мольной доли этого же компонента в жидкой фазе, то есть
, (1)
где - мольная доля компонента в газовой фазе, - мольная доля компонента в жидкой фазе.
Для расчета константы при таких условиях можно воспользоваться совместным решением законов Дальтона и Рауля
, (2)
где р - давление в системе, - парциальное давление i - того компонента.
Для расчета давления насыщенных паров метана, так как его не существует при температурах, больших критической [2], рекомендуется использовать трехпараметрическое уравнение Антуана, с коэффициентами представленными в [3], однако уравнение (3) рекомендуется применять лишь для давлений до 0,4 МПа, при давлениях до 1 МПа, уравнение (3) дает погрешность порядка 2-3 %
Давление насыщенного пара определяется
(3)
где P - давление, А, B, C - коэффициенты, характерные для каждого углеводорода в определенных пределах температуры, t - температура, 0С. Таким образом, выражение 3 для расчета константы фазового равновесия примет вид
(4)
где Р - давление в системе.
Приведенные выше уравнения позволяют получить наиболее точные, для термобарических условий промысловой сепарации нефти от газа, значения констант фазового равновесия и, исходя из полученных значений, предложить оптимальные условия сепарации для конкретных составов нефтей.
В настоящее время при проектировании систем подготовки скважинной продукции используют значения констант фазового равновесия, рассчитанные по номограммам Уина [4]. При этом расчеты проводятся таким образом, чтобы минимизировать долю отгона с газом легких фракций углеводородов, однако не учитывается компонентный состав продукции.
Таблица 1
Компонентный состав пластовых нефтей месторождений ОАО «Газпромнефть - Ноябрьскнефтегаз»
Проведем расчет процесса двухступенчатой сепарации с применением констант фазового равновесия полученным из выражения (4) для различных составов нефтей. Показателем эффективности сепарации будет суммарное содержание компонентов С3 и выше в отгоняемом газе.
Таблица 2
Содержание легких углеводородных компонентов в отгоняемом газе
|
Компоненты |
Мольная доля в отгоняемом газе |
||||||
|
Новогоднее |
Крайнее |
Муравленко вское |
Вынгапуровское |
Сугмутское |
Спорышевское |
||
|
СО2 |
0,00198 |
0,01244 |
0,01276 |
0,0055 |
0,0086 |
0,0092 |
|
|
N2 |
0,00022 |
0,00636 |
0,00338 |
0,0009 |
0 |
0,0085 |
|
|
CH4 |
0,59380 |
0,77619 |
0,81842 |
0,5956 |
0,892 |
0,7683 |
|
|
C2H6 |
0,20454 |
0,06374 |
0,04534 |
0,1517 |
0,0299 |
0,0734 |
|
|
C3H8 |
0,13007 |
0,07396 |
0,05002 |
0,1578 |
0,0205 |
0,0785 |
|
|
и - C4H10 |
0,01187 |
0,01511 |
0,0216 |
0,0264 |
0,0102 |
0,0106 |
|
|
н - C4H10 |
0,03142 |
0,02516 |
0,02134 |
0,0365 |
0,0122 |
0,0247 |
|
|
и - C5H12 |
0,00344 |
0,00341 |
0,00355 |
0,0047 |
0,0019 |
0,0029 |
|
|
н - C5H12 |
0,00407 |
0,00323 |
0,00276 |
0,0037 |
0,0017 |
0,0033 |
|
|
С6+ |
0,01853 |
0,02043 |
0,02098 |
0,0173 |
0,0231 |
0,0206 |
|
|
? С3 и выше |
0,199 |
0,141 |
0,120 |
0,246 |
0,070 |
0,141 |
пластовый нефть месторождение
Из таблицы 2 видно, что содержание легких углеводородных фракции в отгоняемом газе после двухступенчатой сепарации значительно отличается по месторождениям. В этой связи, при подготовке скважинной продукции различных месторождений не рекомендуется применять одинаковые термобарические условия сепарации, для более эффективного использования углеводородного сырья при расчетах процессов подготовки нефти необходимо выбирать давления и температуры сепарации, позволяющие минимизировать унос компонентов от С3 и выше.
Таблица 3
Результаты оптимизации процесса сепарации
|
Компоненты |
Мольная доля в газе |
||
|
Новогоднее |
Вынгапуровское |
||
|
СО2 |
0,00232 |
0,0064622 |
|
|
N2 |
0,00021 |
0,0008063 |
|
|
CH4 |
0,61894 |
0,6190495 |
|
|
C2H6 |
0,18810 |
0,1390187 |
|
|
C3H8 |
0,12209 |
0,1478338 |
|
|
и - C4H10 |
0,01142 |
0,0253429 |
|
|
н - C4H10 |
0,03050 |
0,0354158 |
|
|
и - C5H12 |
0,00345 |
0,0046892 |
|
|
н - C5H12 |
0,00410 |
0,0037773 |
|
|
С6+ |
0,01878 |
0,017564 |
|
|
? С3 и выше |
0,19033 |
0,23462 |
|
|
% снижения |
4,55 |
4,73 |
Оптимизация работы сепараторов путем повышения температуры первой ступени сепарации лишь на 5 0С позволило сократить потери ценных фракции почти на 5 %. Как показали проведенные исследования потери можно сократить почти на 20 %, для этого необходимо оптимизировать процесс сепарации на всех ступенях, при этом определяющим параметром является компонентный состав нефти. В связи с меняющимся в процессе разработки составом необходимы исследования компонентного состава в процессе разработки месторождения, для оперативной корректировки режимов работы оборудования.
Литература
1. Гуревич Г.А., Ширковский А.И. Аналитические методы исследования парожидкостного состояния природных углеводородных газов (Обзор зарубежной литературы). М.: ВНИИОЭНГ, 1975. - 132 с.
2. Ю. Намиот Фазовые равновесия в добыче нефти. Москва, Недра, 1976. - 183 с.
3. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие / Пер. с англ. под ред. Б.И. Соколова. - 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Химия, 1982. - 592 с.
4. Рекомендации по автоматизации выбора констант равновесия углеводородных систем на ЭЦВМ. Таблицы констант равновесия. Министерство газовой промышленности, ВНИИгаз, Северо-Кавказский филиал, М., 1972. - 152 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Состав скважинной продукции. Принципиальная схема сбора и подготовки нефти на промысле. Содержание легких фракций в нефти до и после стабилизации. Принципиальные схемы одноступенчатой и двухколонной установок стабилизации нефти, особенности их работы.
презентация [2,5 M], добавлен 26.06.2014Карьерный и шахтный способы разработки месторождений высоковязких нефтей. Технологии снижения вязкости. Стоимость добычи и рыночная стоимость "тяжелой" нефти. Циклическая паростимуляция и гравитационное дренирование с паровым воздействием (SAGD).
презентация [2,5 M], добавлен 29.05.2019Преимущества сварки в защитном газе. Расчет ее режимов для угловых швов. Химический состав, механические и технологические свойства стали 09Г2С. Выбор сварочных материалов. Определение норм времени и расхода сварочных материалов. Методы контроля изделий.
курсовая работа [165,1 K], добавлен 05.03.2014Элементный состав нефти. Групповой углеводородный состав нефтей. Алканы, циклоалканы, арены. Гетероатомные, серосодержащие, металлоорганические и кислородсодержащие соединения. Смолисто-асфальтеновые вещества. Технологическая классификация нефтей.
презентация [291,0 K], добавлен 26.06.2014Изучение основных технологий производства продукции обогатительного предприятия. Технологический процесс обогащения руд. Описание процесса мокрой магнитной сепарации. Методы контроля метрологического обеспечения технических процессов и качества продукции.
отчет по практике [2,1 M], добавлен 27.10.2015Состав предприятия, характеристика продукции и сырьевые материалы. Режим работы производства и его технологическая схема. Расчет основных параметров технологических режимов и организация производства изделия. Проектирование технологического процесса.
курсовая работа [331,5 K], добавлен 30.01.2009Химический состав стали 10ХСНД. Механические свойства металла шва. Расчет режимов ручной дуговой сварки. Параметры сварки в углекислом газе плавящимся электродом. Оценка экономической эффективности вариантов технологии, затраты на электроэнергию.
курсовая работа [199,1 K], добавлен 12.11.2012Улучшение эксплуатационных и технологических свойств металлического материала благодаря сплаву металлов. Фазы металлических сплавов. Диаграммы фазового равновесия. Состояние сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии.
реферат [82,8 K], добавлен 31.07.2009Сущность и содержание метода предельного равновесия, особенности и условия его практического применения для расчета машиностроительных конструкций, основные требования к пластичности материала. Расчет предельного момента и равновесия для сечения балки.
контрольная работа [28,2 K], добавлен 11.10.2013Проектирование и автоматизация производственного процесса изготовления определенной книжной продукции. Создание сложных автоматизированных компьютерных издательских систем и компонентов. Оптимизация параметров проекта. Ресурсное планирование проекта.
курсовая работа [4,8 M], добавлен 25.11.2011Низкотемпературная сепарация газа, особенности данной технологии, используемое оборудование и материалы. Способ сепарации газожидкостной смеси, подготовка ее к транспорту. Основные факторы, влияющие на исследуемый процесс, его достоинства и недостатки.
курсовая работа [246,8 K], добавлен 22.01.2015Расчет расхода газового топлива и процесс горения его в топочном устройстве. Определение максимальной скорости распространения пламени. Концентрационные пределы взрываемости при работе топочного устройства. Расчет энергии и мощности химического взрыва.
курсовая работа [780,0 K], добавлен 15.10.2013Определение горючей массы и теплоты сгорания углеводородных топлив. Расчет теоретического и фактического количества воздуха, необходимого для горения. Состав, количество, масса продуктов сгорания. Определение энтальпии продуктов сгорания для нефти и газа.
практическая работа [251,9 K], добавлен 16.12.2013Технологическое описание структурной схемы проекта по автоматизации процесса переработки предельных углеводородных газов. Изучение функциональной схемы автоматизации и обоснование выбора средств КИП установки. Математическая модель контура регулирования.
контрольная работа [67,1 K], добавлен 13.06.2012Понятия и определения автоматики. Электрообессоливающее устройство. Процесс обессоливания нефтей. Основные виды электрообессоливающих установок. Комплексная автоматизация. Расчет электродегидратора. Факторы развития автоматики. Частичная автоматизация.
курсовая работа [356,5 K], добавлен 23.01.2009Попутный нефтяной газ как смесь газов и парообразных углеводородистых и не углеводородных компонентов природного происхождения, особенности его использования и утилизации. Сепарация нефти от газа: сущность, обоснование данного процесса. Типы сепараторов.
курсовая работа [778,0 K], добавлен 14.04.2015Определение свариваемости стали. Расчет массы изделия. Выбор способа сварки и сварочных материалов. Ручная дуговая сварка. Выбор сварочных материалов. Определение складских площадей и производственных кладовых. Сварка под флюсом, в защитном газе.
контрольная работа [1,5 M], добавлен 18.05.2015Технологические и конструкторские расчеты основных параметров ректификационной колонны: составление материального баланса, расчет давления в колонне; построение диаграммы фазового равновесия. Определение линейной скорости паров, тепловой баланс колонны.
курсовая работа [330,8 K], добавлен 06.03.2013Номенклатура выпускаемой продукции. Требования к сырью для бетона, процесс его производства. Производственная мощность предприятия и режим работы. Расчет и подбор технологического оборудования. Контроль технологического процесса и качества продукции.
курсовая работа [442,2 K], добавлен 09.06.2011Требования и основные характеристики сжиженных газов. Характеристика исходного сырья, реагентов и продуктов. Описание технологического процесса и технологической схемы ректификации сжиженных углеводородных газов. Определение температуры ввода сырья.
курсовая работа [125,3 K], добавлен 19.02.2014
