Презентация на тему "Фазовые состояния углеводородов"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  cACTODD ППД Лекция 1: Фазовые состояния углеводородов Махатова МеруертНадировна MS, BS in PetroleumEngineering Алматы, 2016

• 
  Слайд 2

  Введение

  cACTODD 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 3

  Определения

  cACTODD 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 4

  Определения

  cACTODD 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 5
  

  cACTODD Интенсивные свойства (IntensiveProperties)  Независимы от количества вещества  Пример: плотность, коэффициент сжимаемости Экстенсивные свойства (ExtensiveProperties)  Зависят от количества вещества Пример: объем и масса

• 
  Слайд 6

  Влияние температуры и давления

  cACTODD Температура  Индикатор (показатель) кинетической энергии молекул.  Мера измерения кинетической энергии молекул.  Увеличивается при нагревании  Увеличение скорости молекул  Молекулы отдаляются друг от друга

• 
  Слайд 7
  

  cACTODD 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 8

  Газы и жидкости

  cACTODD Газы  Молекулы расположены далеко друг от друга  Силы притяжения между молекулами Жидкости  Близкое расположение молекул  Силы отталкивания позволяют противостоять сжатию

• 
  Слайд 9

  Фазовое поведение однокомпонентной системы

  cACTODD 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
  

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

• 
  Слайд 11

  Диаграмма давление-температура для однокомпонентного вещества

  cACTODD Кривая парообразования Разделяет области жидкой фазы от газовой Условия на линии - совместное существование жидкости и газа

• 
  Слайд 12
  

  cACTODD Критическая точка Максимальное значение кривой парообразования Критическая температура,Tc Критическое давление, Pc Верхняя граница сосуществования жидкости и газа Generaldefinition: Thepoint at whichall intensivepropertiesof thegasand liquidareequal

• 
  Слайд 13
  

  cACTODD Тройная точка Отображает давление и температуру, при которых совместно существуют три фазы

• 
  Слайд 14
  

  cACTODD Линия сублимации

• 
  Слайд 15
  

  cACTODD Линия плавления

• 
  Слайд 16

  Диаграмма давление-температура

  cACTODD P1 Однокомпонентная жидкость при давлении Р1

• 
  Слайд 17
  

  Значительное снижение давления. Незначительное изменение объема Давление насыщения P2 Пузырьки газа в равновесии с жидкой фазой cACTODD P1 P2 Однокомпонентная жидкость при давлении Р1

• 
  Слайд 18
  

  cACTODD P1 P2 Давление насыщенияP2 P3 Увеличение объема Увеличение газовой фазы, уменьшение жидкости Давление постоянное Однокомпонентная жидкость при давлении Р1

• 
  Слайд 19
  

  cACTODD P1 P2 P3 P4 Давление точки росыP4 Маленькие капли жидкости Давление постоянное Давление насыщенияP2 Однокомпонентная жидкость при давлении Р1 Увеличение объема

• 
  Слайд 20
  

  cACTODD P1 P2 P3 P4 P5 Дальнейшее расширение газа Падение давления Давление насыщенияP2 Увеличение объема Однокомпонентная жидкость при давлении Р1 Давление точки росыP4

• 
  Слайд 21
  

  cACTODD P1 P2 P3 P4 P5

• 
  Слайд 22

  Поведение вдоль кривой парообразования

  cACTODD FromAtoB via VPline A - жидкая фаза P1 Между A&Bна линии – газ и жидкость P3 P5 В - газовая фаза

• 
  Слайд 23

  Поведение в критической точке

  cACTODD AtAliquidphase А – жидкая фаза Е – сжатая жидкая фаза FromE toF fromliquid togaswithno phaseboundary От Е до F из жидкости газ без четких границ G - газовая фаза В – газовая фаза

• 
  Слайд 24

  Выше критической точки

  cACTODD 3 – жидкая фаза? Фаза с высокой плотностью 3-4 переход от свойств жидкости к свойствам газа без определенного фазового перехода At 4gasphase

• 
  Слайд 25

  PT диаграмма для этана

  cACTODD

• 
  Слайд 26

  Диаграмма давление-объем

  cACTODD 1. Singlephaseliquid Bubblepoint first gasbubble P4 Dewpoint Last dropof liquid Allgas P1 P2 P5 T = Tcкритическая температура TTcSmoothchange fromliquid to gas. Nodefinitephasedistinction. Reflects compressibiltyof liquid

• 
  Слайд 27
  

  cACTODD ГМТ точек кипения и точек росы Жидкость газ Две фазы Одна фаза

• 
  Слайд 28

  Диаграмма давление-объем для этана

  cACTODD

• 
  Слайд 29
  

  3D фазовая диаграмма для однокомпонентного вещества cACTODD

• 
  Слайд 30

  Двухкомпонентная система

  cACTODD Один компонент легче другого Компоненты смешиваемы

• 
  Слайд 31

  Диаграмма давление-объем для двухкомпонентной системы

  cACTODD 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

• 
  Слайд 33
  

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

• 
  Слайд 34

  Диаграмма давление-температура для двухкомпонентного вещества

  cACTODD Кривая парообразования для однокомпонентного вещества Преобразуется в широкую область сосуществования двух фаз

• 
  Слайд 35
  

  cACTODD Линия точек кипения и точек росы соединяются в критической точке Смесь характеризуется критическими давлением и температурой

• 
  Слайд 36
  

  cACTODD Точка кипения Процентный состав жидкости Точка росы

• 
  Слайд 37
  

  cACTODD Разный состав смеси соответствует определенной форме двухфазной области. Увеличение содержания компоненты А сдвигает двухфазную область влево Увеличение содержания компоненты В сдвигает двухфазную область вправо PCAB намного выше, чем PCAи PCB

• 
  Слайд 38

  Диаграмма Давление-Температура для смеси этана и гептана

  cACTODD Критические точки для различных смесей Критическое значение для однокомпонентной системы ГМТ критических точек

• 
  Слайд 39

  Ретроградная конденсация

  cACTODD 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 40
  

  cACTODD 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 41
  

  cACTODD

• 
  Слайд 42

  Многокомпонентная система УВ

  cACTODD Пластовые флюиды содержат сотни различных компонент Мультикомпонентная система Фазовые переходы аналогичны двухкомпонентной системе .

• 
  Слайд 43

  Фазовые состояния многокомпонентной системы УВ

  cACTODD Liquid Bubblepoint Давление насыщения Первый пузырек газа 40%жидкости Dew point Последняя капля жидкости Точка росы Только газ

• 
  Слайд 44

  Классификация пластовых флюидов

  cACTODD Black Oil  Тяжелая нефть  Малоусадочная нефть Легкая нефть  Летучая нефть Ретроградный газ Влажный газ Сухой газ

• 
  Слайд 45

  Фазовые состояния пластовых флюидов

  cACTODD SinglePhase region Liquid BlackOil VolatileOil GasCondensate Gas SinglePhase region Gas

• 
  Слайд 46

  Нефтяная система – Тяжелая нефть

  cACTODD Tcвыше пластовой температуры Выше давления насыщения – ненасыщенный флюид При давлении насыщения – насыщенный флюид 1. Undersaturated 2. Saturated Bubblepoint pressure 1&2 – одна фаза. Сепаратор – две фазы жидкость/газ 85/15% - малоусадочный флюид Separator 3.Twophasesin reservoir

• 
  Слайд 47
  

  cACTODD 1. Недосыщенная 2. Насыщенная Bubblepoint pressure Separator 3.Twophasesin reservoir Широкая двухфазная область Высокое содержание жидкости Тяжелые УВ GOR

• 
  Слайд 48

  Нефтяная система – Легкая нефть

  cACTODD Сепаратор – два фазы жидкость/газ 65/35% Высокое содержание легких УВ Tc is higher than the reservoir temperature Separator

• 
  Слайд 49
  

  cACTODD Двухфазная область меньше, чем для тяжелой нефти Меньшее количество тяжелых УВ Темный цвет API

• 
  Слайд 50

  Ретроградный газ

  cACTODD Одна фаза Точка росы Максимальное содержание жидкой фазы Область ретроградной конденсации Точка росы Газовая фаза Существует между критической температурой и крикодентермой

• 
  Слайд 51
  

  cACTODD Конденсат неподвижен Потеря добычи При высоких значениях конденсата Возможность циклической закачки газа

• 
  Слайд 52

  Циклическая закачка газа

  cACTODD 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
  

  cACTODD 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
  

  cACTODD Залежь сухого газа Экспорт газа Добывающая скважина Продажа газа Газоводяной контакт

• 
  Слайд 55

  Влажный газ

  cACTODD Добыча конденсата в сепараторе

• 
  Слайд 56

  Сухой газ

  cACTODD Вне двухфазной области Сепаратор за двухфазной областью Не выпадает конденсат GOR>100,000 scf/stb

• 
  Слайд 57

  Расположение двухфазных областей

  cACTODD

• 
  Слайд 58
  

  Расположение двухфазных областей cACTODD