Тюменский государственный университет

Физический факультет

Отчет по предмету

Термодинамика углеводородных систем

Тема

Расчет фазового состоянии многокомпонентной системы углеводородов

Выполнил

студент 481 группы Рожин А.И.

Проверил

Шевелев А.П.

Тюмень 2011

Оглавление

Введение 3

Что такое нефть? 4

Композиционная модель описания нефти 7

9

Математическая постановка задачи 10

Уравнение Пенга-Робинсона через коэффициент сверхсжимаемости 10

Блок-схема программы 14

Листинг 15

Файл main.php 15

Файл api.php 16

Результаты вычислений 19

Анализ результатов 21

Вывод 22

Список литературы 23

Введение

При разработке газоконденсатных месторождений возникает проблема отсутствия информации о фазовом состоянии флюида в каком-то выделенном пласте.

Наличие информация о фазовом состоянии является очень важным фактором успешности разработки скважины или месторождения, поскольку она дает возможность понять в каком состоянии при указанных внешних условиях может находиться флюид (сжиженном, газообразном).

Разработчикам необходимо поддерживать определенное пластовое давление для того, чтобы не выделялся конденсат, поскольку у жидкости, как известно, вязкость в сотни раз выше, чем у газа, следовательно, и дебит скважины будет падать так же в сотни раз.

Поэтому данная проблема является очень актуальной, поскольку от знаний о том, в какой фазе сейчас находится в пласте флюид, напрямую зависит дебит выделенной скважины или месторождения. А это за собой ведет следствия принятия срочных мер по поддержанию пластового давления.

В данной работе будет использоваться следующее программное обеспечение: PHP5.

Что такое нефть?

Данный отчет посвящен расчетам, связанным с нефтью, поэтому сперва стоит дать определение понятию «нефть», привести классификацию и указать основные её свойства.

Нефтью называется многокомпонентная жидкость, в основном состоящая из углеводородов (75% и выше), не углеводородных компонентов (это сера, кислород, азот), а так же содержащая небольшое количество металлорганических соединений.

Рассмотрим более подробно основной компонент нефти – углеводороды.

Углеводороды делятся на три группы:

• Метановые, к ним относятся:

  • Парафины – насыщенные углеводороды с открытой цепью атомов; являются стабильными; формула – ;

  • и другие.

• Нафтеновые, к ним относятся:

  • Циклопарафины – имеют замкнутое циклическое строение; являются стабильными; формула – ;

  • И другие.

• Ароматические – циклические непредельные углеводороды, содержащие ядро бензола; являются стабильными; формула .

В данной классификации приведены только стабильные углеводороды. Помимо стабильных углеводородов существуют и нестабильные углеводороды (например, алкены и алкилы). В работе они не рассматриваются, поскольку они существуют только при определенных пластовых условиях, и при их малейшем изменении они распадаются на стабильные составляющие.

По агрегатному состоянию углеводороды можно так же разделить на три группы:

• Газообразные – природный газ;

• Жидкие – нефть;

• Твердообразные, к ним относятся:

  • Асфальтены – очень вязкие, полутвердые, темно-коричневые углеводороды, содержащие большое количество серы, азота и кислорода;

  • Смолы.

К не углеводородным компонентам нефти относятся:

• Сера – доля от 0.04% до 5%, к ним относятся:

  • Токсичные сера и сероводород; вызывают коррозией металлов;

  • Сульфиты – не обусловлены коррозией металлов.

• Кислород – доля до 0.5%;

• Азот – доля от 0.1% до 2%;

• Углекислый газ – вызывает коррозию металлов.

Существуют следующие модели описания нефти:

• Модель черной нефти (“Blackoil”);

• Композиционная модель;

В данной работе используется композиционная модель описания нефти, поэтому её рассмотрение вынесено в отдельную главу, что касается же модели черной нефти, о ней коротко:

В модели “Blackoil” пластовая углеводородная смесь рассматривается как двухкомпонентная. Один из компонентов – «Газовый», а другой ­– «Нефтяной». За нефть в смеси принимается группа, а за газовую составляющую – все остальные. Использование данной псевдобинарной концепции смеси корректно только для таких пластовых нефтей, у которых результаты дифференциального и контактного разгазирования близки. В остальных случаях целесообразно использовать композиционную модель.