Формирование структуры водонефтяной эмульсии.

Имеются входные данные: rmax – максимальный радиус водяной глобулы, rmin – минимальный радиус водяной глобулы, K_obv – коэффициент обводнённости водонефтяной эмульсии epsil – погрешность выборки delta – вероятность выборки Vots – объем отстойника

Есть три разных закона, по которым можно сгенерировать n глобул воды с минимальным радиусом rmin и максимальным радиусом rmax, это:

1. Равномерный

2. Нормальный

3. Экспоненциальный

Равномерный закон характеризуется минимальным и максимальным значениями радиуса глобул.

Нормальный закон характеризуется средним значением радиуса глобулы и среднеквадратическим отклонением от этого среднего значения.

, где σ – среднеквадратическое отклонение

Экспоненциальный закон характеризуется параметром интенсивности r – радиуса глобулы.

, где muR – параметр, отражающий интенсивность r.

Полученную выборку проверяем по критерию Чебышева – Бернулли:

(1).

После проверки выборки, определяем суммарный объем глобул:

(2).

Затем определяем объем элементарной частицы эмульсии:

(3).

Имея объём элементарной частицы, можно определить её размер:

(4).

Далее, определим масштабный коэффициент:

(5).

Это позволит нам получить массив с n глобулами, который и является искомой структурой.

Определение скорости седиментации.

Средняя скорость седиментации глобул воды:

Vsed=vs-Vnap (6), где vs – скорость седиментации по Стоксу, а Vnap – скорость наполнения буллита.

Определить скорость седиментации можно по формуле Стокса:

(7), где µ - вязкость нефти, g – ускорение свободного падения, ρw и ρo – плотность воды и плотность нефти соответственно, r – радиус глобулы.

Необходимые начальные данные: rmin, rmax – минимальный и максимальный радиусы глобул;

n – объем репрезентативной выборки глобул; K_obv – коэффициент обводнённости, а так же закон распределения радиусов глобул в заданном диапазоне.

Переменные, необходимые для решения задачи:

F1t – расход по притоку эмульсии в час.

D,L – диаметр и длина буллита.

Определяем скорость наполнения буллита с помощью приближённой формулы:

(8).

После определения скорости наполнения буллита, можно определить критический радиус глобулы – минимальный радиус глобулы, которая при скорости наполнения Vs останется в буллите. Найдём разницу плотностей воды и нефти:

(9).

Тогда из выражений (6) и (7) получим:

rkr=sqrt((4.5*mu*Vnap*.0001)/(delta_po*.001*g))

(10). Критический радиус позволяет разделить ранее полученный массив на два массива: Rsed – массив с седиментированными глобулами, и Rnes – массив с неседиментированными глобулами.

С учётом (6) и (7) определяем скорость седиментации:

(11).

Определяем коэффициент обводнённости седиментированной эмульсии:

(12).

Определяем коэффициент обводнённости неседиментированной эмульсии:

(13).

Определение расходов по потреблению.

F2W=F1m*kob_s (14), расход воды в м^3/сек.

F2N=F1m-F2W (15), расход частично обезвоженной нефти.

scale=F1m/Vem (16), масштабный коэффициент scale показывает, сколько сгенерируемых объемов Vem содержится в заданном расходе по притоку F1m.