Фазовые состояния углеводородов презентация

Содержание

Введение c ACTODD Залежи нефти и газа представляют собой смеси различных компонентов, которые под P & T могут существовать в разных состояниях. Эти состояния называются фазами. Фазовые состояния – ключевой аспект

Слайд 1c ACTODD
ППД
Лекция 1: Фазовые состояния углеводородов
Махатова Меруерт Надировна
MS, BS in Petroleum

Engineering

Алматы, 2016

Слайд 2Введение
c ACTODD
Залежи нефти и газа представляют собой смеси различных компонентов, которые

под P & T могут существовать в разных состояниях.
Эти состояния называются фазами.
Фазовые состояния – ключевой аспект в понимании природы и поведения флюидов в пласте, во время добычи и при транспортировке

Слайд 3Определения
c ACTODD
Система
 Количество вещества в пределах заданных границ в определенных условиях, состоящие

из нескольких компонентов
 Если существует движение через границу, то система меняется
Компоненты
 Чистые вещества, составляющие систему
 Метан, этан, вода

Слайд 4Определения
c ACTODD
Фазы
 Однородная часть системы, ограниченная поверхностью раздела
 Пример: лед, жидкая вода, пар
Равновесие
 Система

находится в равновесии, если физические свойства отдельных фаз не изменяются со временем.

Слайд 5Определения
c ACTODD
Интенсивные свойства (Intensive Properties)
 Независимы от количества вещества
 Пример: плотность, коэффициент сжимаемости
Экстенсивные

свойства (Extensive Properties)
 Зависят от количества вещества
 Пример: объем и масса

Слайд 6Влияние температуры и давления
c ACTODD
Температура
 Индикатор (показатель) кинетической энергии молекул.
 Мера измерения кинетической

энергии молекул.
 Увеличивается при нагревании
 Увеличение скорости молекул
 Молекулы отдаляются друг от друга

Слайд 7Влияние температуры и давления
c ACTODD
Давление
 Отражает частоту соударений молекул со стенками емкости
 Большее

количество молекул увеличивает давление
Межмолекулярные силы: силы притяжения и отталкивания между молекулами
 Силы притяжения увеличиваются при отдалении
 Силы отталкивания увеличиваются при приближении

Слайд 8Газы и жидкости
c ACTODD
Газы
 Молекулы расположены далеко друг от друга
 Силы притяжения между

молекулами
Жидкости
 Близкое расположение молекул
 Силы отталкивания позволяют противостоять сжатию

Слайд 9Фазовое поведение однокомпонентной системы
c ACTODD
Перед изучением более сложных углеводородных систем необходимо

изучить однокомпонентную систему
Фазовые диаграммы
Диаграммы давления и температуры или давления и объема
Отображает фазовые состояния при различных условиях

Слайд 10


c ACTODD
Кривая кипения
Тройная точка
Критическая точка
Вода
Газ
Диаграмма давление-температура для однокомпонентного вещества

Слайд 11Диаграмма давление-температура для однокомпонентного вещества
c ACTODD



Кривая парообразования

Разделяет области жидкой фазы от

газовой


Условия на линии - совместное существование жидкости и газа

Слайд 12Диаграмма давление-температура для однокомпонентного вещества
c ACTODD



Критическая точка
Максимальное значение кривой парообразования
Критическая температура,

Tc
Критическое давление, Pc
Верхняя граница сосуществования жидкости и газа

General definition:

The point at which all intensive properties of the gas and liquid are equal

Слайд 13Диаграмма давление-температура для однокомпонентного вещества
c ACTODD



Тройная точка

Отображает давление и температуру, при

которых совместно существуют три фазы

Слайд 14Диаграмма давление-температура для однокомпонентного вещества
c ACTODD



Линия сублимации

Слайд 15Диаграмма давление-температура для однокомпонентного вещества
c ACTODD



Линия плавления

Слайд 16Диаграмма давление-температура
c ACTODD
















P1
Однокомпонентная жидкость при давлении Р1


Слайд 17Диаграмма давление-температура
Значительное снижение давления. Незначительное изменение объема
Давление насыщения
P2

Пузырьки газа в равновесии

с жидкой фазой

c ACTODD

















P1















P2









Однокомпонентная жидкость при давлении Р1

Слайд 18Диаграмма давление-температура
c ACTODD
















P1














P2


Давление насыщенияP2
















P3
Увеличение объема
Увеличение газовой фазы, уменьшение жидкости
Давление постоянное




Однокомпонентная жидкость

при давлении Р1

Слайд 19Диаграмма давление-температура
c ACTODD
















P1














P2


















P3


















P4
Давление точки росы P4
Маленькие капли жидкости
Давление постоянное


Давление насыщенияP2
Однокомпонентная жидкость

при давлении Р1

Увеличение объема

Слайд 20Диаграмма давление-температура
c ACTODD
















P1














P2


















P3
















P4














P5
Дальнейшее расширение газа
Падение давления




Давление насыщенияP2
Увеличение объема
Однокомпонентная жидкость при давлении

Р1

Давление точки росы P4

Слайд 21
Диаграмма давление-температура
c ACTODD














P1
















P2




















P3


















P4
















P5


Слайд 22Поведение вдоль кривой парообразования
c ACTODD


From A to B via VP line
A

- жидкая фаза















P1



Между A&B на линии – газ и жидкость

















P3

















P5

В - газовая фаза



Слайд 23

Поведение в критической точке
c ACTODD








At A liquid phase
А – жидкая фаза


Е – сжатая жидкая фаза


From E to F from liquid to gas with no phase boundary От Е до F из жидкости газ без четких границ
G - газовая фаза
В – газовая фаза



Слайд 24 Выше критической точки
c ACTODD






3 – жидкая фаза?

Фаза с высокой плотностью


3-4

переход от свойств жидкости к свойствам газа без определенного фазового перехода

At 4 gas phase



Слайд 25PT диаграмма для этана
c ACTODD

Слайд 26Диаграмма давление-объем
c ACTODD
1. Single phase liquid





















































Bubble point first gas bubble
P4
Dew point Last

drop of liquid

All gas

P1

P2

















P5

T = Tc критическая температура



T



Двухфазная зона

Однофазная зона

T>Tc Smooth change from liquid to gas. No definite phase distinction.





Reflects

compressibilty of liquid




Слайд 27Диаграмма давление-объем
c ACTODD
ГМТ точек кипения и точек росы







Жидкость




газ







Две фазы




Одна фаза


Слайд 28Диаграмма давление-объем для этана
c ACTODD

Слайд 293D фазовая диаграмма для однокомпонентного вещества

c ACTODD

Слайд 30Двухкомпонентная система
c ACTODD

Один компонент легче другого
Компоненты смешиваемы

Слайд 31Диаграмма давление-объем для двухкомпонентной системы
c ACTODD





Изотермы схожи с изотермами однокомпонентного вещества

Давление

уменьшается от точки кипения до точки росы

Композиционный состав жидкой фазы и газа меняется

Физические свойства – функция композиционного состава

Слайд 32








Compositions
Легкие компоненты Тяжелые компоненты
Жидкая смесь
В точке кипения
Жидкость


Газ








Жидкость в точке росы




Газ


Смесь

газов





Диаграмма давление-объем для двухкомпонентной системы

Слайд 33Диаграмма давление-объем для двухкомпонентной системы

Диаграмма для 52.4 моль% N-гептана и N-пентана

Слайд 34Диаграмма давление-температура для двухкомпонентного вещества
c ACTODD

Кривая парообразования для однокомпонентного вещества


Преобразуется в

широкую область сосуществования двух фаз







Слайд 35c ACTODD









Линия точек кипения и точек росы соединяются в критической точке


Смесь

характеризуется критическими давлением и температурой





Диаграмма давление-температура для двухкомпонентного вещества

Слайд 36c ACTODD





Точка кипения

Процентный состав жидкости


Точка росы




Диаграмма давление-температура для двухкомпонентного вещества

Слайд 37c ACTODD











Разный состав смеси соответствует определенной форме двухфазной области.

Увеличение содержания компоненты

А сдвигает двухфазную область влево

Увеличение содержания компоненты В сдвигает двухфазную область вправо




Диаграмма давление-температура для двухкомпонентного вещества

PCAB намного выше, чем PCA и PCB

Слайд 38Диаграмма Давление-Температура для смеси этана и гептана
c ACTODD

Критические точки для различных

смесей







Критическое значение для однокомпонентной системы





ГМТ критических точек



Слайд 39Ретроградная конденсация
c ACTODD
В двухфазной области возможны значение температуры выше критической температуры

и давление выше критического давления
Крикодентерма.
Максимальная температура совместного существования двух фаз
Крикоденбара
Максимальное давление совместного существования двух фаз

Слайд 40Ретроградная конденсация
c ACTODD


Крикодентерма


Крикоденбара



Поведение при постоянной температуре между критической температурой и крикодентермой


1










2
3
Точка

1 – одна фаза

fluid

Точка 2 – точка росы

Точка 3 – максимальное кол-во жидкости








4




Точка 4 – точка росы








5

Точка 5 – чистый газ











Слайд 41Ретроградная конденсация
c ACTODD

Слайд 42Многокомпонентная система УВ
c ACTODD
Пластовые флюиды содержат сотни различных компонент
Мультикомпонентная система
Фазовые переходы

аналогичны двухкомпонентной системе
.

Слайд 43Фазовые состояния многокомпонентной системы УВ
c ACTODD











































Liquid

Bubble point Давление насыщения

Первый пузырек

газа



















40% жидкости























Dew point

Последняя капля жидкости




Точка росы

















Только газ





Слайд 44Классификация пластовых флюидов
c ACTODD
Black Oil
 Тяжелая нефть
 Малоусадочная нефть
Легкая нефть
 Летучая нефть
Ретроградный газ
Влажный газ
Сухой

газ

Слайд 45Фазовые состояния пластовых флюидов
c ACTODD










Single Phase region Liquid
Black Oil
Volatile Oil
Gas Condensate
Gas
Single

Phase region

Gas



Слайд 46Нефтяная система – Тяжелая нефть
c ACTODD


Tc выше пластовой температуры






Выше давления насыщения

– ненасыщенный флюид
При давлении насыщения – насыщенный флюид

1. Undersaturated

2. Saturated

Bubble point pressure



1&2 – одна фаза.
Сепаратор – две фазы жидкость/газ 85/15% - малоусадочный флюид





Separator



3. Two phases in reservoir



Слайд 47Нефтяная система – Тяжелая нефть
c ACTODD




1. Недосыщенная
2. Насыщенная


Bubble point pressure






Separator


3. Two

phases in reservoir



Широкая двухфазная область
Высокое содержание

жидкости
Тяжелые УВ
GOR<500scf/stb
Плотность нефти 30oAPI
Черный цвет

Слайд 48Нефтяная система – Легкая нефть
c ACTODD
Сепаратор – два фазы жидкость/газ 65/35%


Высокое содержание легких УВ


Tc is higher than the reservoir temperature












Separator



Слайд 49Нефтяная система – Легкая нефть
c ACTODD
Двухфазная область меньше, чем для тяжелой

нефти
Меньшее количество тяжелых УВ
Темный цвет
API<50o
GOR<8000scf/stb













Separator



Слайд 50Ретроградный газ
c ACTODD
Одна фаза
Точка росы

Максимальное содержание жидкой фазы
Область ретроградной конденсации

Точка росы

Газовая

фаза




































Существует между критической температурой и крикодентермой

Слайд 51Ретроградный газ
c ACTODD
Конденсат неподвижен
Потеря добычи
При высоких значениях конденсата
Возможность циклической закачки газа




Слайд 52
Циклическая закачка газа
c ACTODD
Для предотвращения образования конденсата регулируют условия однофазного потока



Импорт

газа


































Продажа конденсата

Обратная закачка сухого газа
Конденсат

Добывающая скважина

Газоводяной контакт

Сепарация

Газ





Слайд 53
Циклическая закачка газа
c ACTODD
Закачка продолжается до прорыва сухого газа





























Сухой газ имеет

меньшую вязкость чем влажный
Газ

Импорт газа






Продажа конденсата

Закачка сухого газа
Конденсат
Добывающая скважина

Газоводяной контакт

Сепарация






Слайд 54
Циклическая закачка газа
c ACTODD
Залежь сухого газа

Экспорт газа

Добывающая скважина


Продажа газа
Газоводяной контакт







Слайд 55Влажный газ
c ACTODD










Добыча конденсата в сепараторе












Слайд 56Сухой газ
c ACTODD









Вне двухфазной области
Сепаратор за двухфазной областью


Не выпадает конденсат
GOR>100,000

scf/stb

Слайд 57Расположение двухфазных областей
c ACTODD

Слайд 58Расположение двухфазных областей

c ACTODD

Похожие презентации

Анна Ахматова 303
Основные преимущества STV 238
Превращаем идеи в капитал! 260
Муниципальное дошкольное образовательное учреждение детский сад комбинированного вида №!2 г. Сердобска 204
Викторина по физике 231
ЗДОРОВЬЕиКОМПЬЮТЕР 206

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика