Методика исследования на установке уфр-2

При полностью вдвинутом поршне и нижнем плунжере ка­меру pVT вакуумируют и заполняют пробой газа из баллона. Под давлением газа поршень перемещается, в крайнее верхнее прложение. После выравнивания давления в камере и баллоне последний отключают от камеры и подключают к поршневому контейнеру, с помощью которого подается дополнительно не­обходимое количество газа.

Контейнер наполняют газом до остаточного давления пробы в баллоне, который затем перекрывают, а контейнер соединяют с масляным насосом. Подняв давление в баллоне выше, чем в камере pVT, пробу газа нагнетают в последнюю. Затем кон­тейнер отключают от камеры и соединяют с баллоном, чтобы вытеснить гликоль в напорный бачок. Далее цикл повторяется снова, пока в камере pVT не будет создано давление, необхо­димое для проведения опыта.

Загрузив в камеру необходимое количество газовой пробы, рассчитывают потребный объем жидкости и с помощью измери­тельного пресса перемещают ее в камеру pVT, затем вклю­чают обогревательные приборы и по достижении определенной температуры опыта включают мешалку. Постоянное давление в камере pVT (бомбе) поддерживается верхним поршнем, ко­торый перемещается под давлением гликоля, нагнетаемого на­сосом в камеру, заключенную между крышкой цилиндра и поршнем.

Перемешивание пробы продолжают до тех пор, пока не ус­тановится фазовое равновесие системы при заданных темпера­турах и давлении. Фазовые равновесия системы исследуются при температурах от минус 10 до плюс 200 °С и давлениях от 2,0 до 100,0 МПа. Поправки на давление и температуру к объ­емам жидкой и газовой фаз определяются расчетным путем. Установка позволяет определять такие характеристики пласто­вых газов, как выход конденсата из газа при различных тер­модинамических условиях в процессе эксплуатации залежей глубокозалегающих газоконденсатных месторождений, а также потери конденсата в пласте. Полученные данные являются ис­ходными при подсчете запасов газа и конденсата, потерь конденсата в пласте, обосновании метода разработки месторож­дения.

Исследование проб сырого конденсата и отсепарированного газа

Отобранные на промысле пробы сырого конденсата и отсепарированного газа исследуют в лабораторных условиях на содержание этана, пропана и бутана, а также стабильного конденсата С₅₊. Вначале пробу сырого конденсата подвергают де­газации на установке (рис. IV.17). Контейнер 3, содержащий сырой конденсат, помещается в баню, температура в которой поддерживается с помощью термостата 1. Между контейнером и газометром 8 помещаются стеклянные змеевиковые ловушки, погруженные в охлаждаемую смесь льда с солью (темпера­тура минус 20 °С). Прямая функция ловушек — улавливание жидких углеводородов, уносимых газом из контейнера.

Для разгазирования пробы сырого конденсата открывается вентиль контейнера и в газометр выпускается газ со скоро­стью 5 л/ч. При этом температура в бане поддерживается рав­ной плюс 20 °С. После прекращения выделения газа из кон­тейнера при открытом вентиле температура в бане доводится до плюс 30 °С. При этом из контейнера выделяется дополни­тельное количество газа, который также собирается в газометре. Наконец, после прекращения его выделения вентиль закры­вают и контейнер с содержащимся в нем дегазированным кон­денсатом охлаждают до плюс 10—15 °С.

Р ис. IV. 17. Схема установки для дегазации насыщенного угле­водородного конденсата 1- термостат; 2 - баня; 3 - контейнер; 4 - термометр; 5 - вентиль, 6 - манометр; 7 - ловушка; 8 - газометр

Для удаления газовых углеводородов, растворенных в жид­кости, собранной в ловушках, температуру охлаждающей смеси постепенно повышают, доводя ее до плюс 5°С. Конденсат из контейнера переливается в мерный цилиндр, к нему добавля­ется жидкий продукт, собранный из газа в змеевиковых ловушках. После этого измеряется объем полученного жидкого продукта (С₅₊) и определяется его плотность.

В результате проведенных промысловых исследований сква­жины и лабораторных анализов проб газа сепарации и сырого конденсата получают исходные данные для расчета содержа­ния этана, пропана, бутанов, пентанов и вышекипящих в пла­стовом газе: 1) q — объем выделяющегося сырого конденсата из 1 м³ отсепарированного газа, см³; 2) объем контейнера V, в который отбирается сырой конденсат, см³; 3) а — объем газа дегазации, выделяемого из сырого конденсата, в объеме кон­тейнера, л; 4) в — содержание жидких углеводородов в объ­еме контейнера, см³; 5) плотность и молекулярная масса ста­бильной жидкой фазы, оставшейся после дегазации сырого кон­денсата.

Плотность конденсатов находится в прямой зависимости от их углеводородного и фракционного состава. Например, конденсаты, в которых велико содержание ароматических углево­дородов, имеют большую плотность (0,806—0,826), чем конден­саты, содержащие парафиновые углеводороды. От углеводород­ного состава зависит также и показатель преломления конден­сатов (колеблется для исследованных конденсатов в пределах 1,39—1,46). На основании результатов исследований более 60 газоконденсатных месторождений сотрудниками ВНИИГАЗа ус­тановлена зависимость между плотностью конденсата и его по­казателем преломления n_d

р=1,90646n_d—1,96283. (IV.5)

При экспериментальном изучении фазовых превращений га­зоконденсатных систем на существующей аппаратуре (УГК, ка­мера pVT) количество жидкой фазы бывает настолько мало, что определить удается лишь n_d. Для нахождения  можно воспользоваться зависимостью (IV.5); относительная погреш­ность при этом не превышает ±2 %. Молекулярная масса иссле­дованных конденсатов колеблется от 92 до 158. Молекулярную массу Мс₅₊ конденсатов часто находят расчетным путем, ис­пользуя формулы зависимости между М и некоторыми физиче­скими свойствами конденсатов. Например, формула Крэга свя­зывает плотность с₅₊ и молекулярную массу Мс₅₊ (IV.6)

Наибольшую точность среди расчетных методов при опреде­лении молекулярной массы конденсатов получают по формуле Херша

lgMc₅₊= 1,939436+0,0019764t_кип+lg(2,1500—n_d), (IV.7)

где t_кип — средняя температура кипения конденсата, °С. Однако приемлемую точность (относительная погрешность не превы­шает ±3,5 %) можно получить лишь для конденсатов, в кото­рых доминируют парафиновые углеводороды. В остальных слу­чаях молекулярная масса конденсата должна определяться экспериментально, криоскопическим методом.