Абаттағы газ, конденсат, газгидраттар

Табиғи көмірсутегі газы негізінде УВ түрінде кезінде: С_nH_2n+2 метан CH₄ негізгі компонентті құрайды, табиғи газдарда 98% құрайды. Табиғи газдардың құрамы метан қатары УВ көп ауыр болады. Көмісутек компоненттер; Азот N, көмірқышқыл газ CO₂, күкіртсутегі H₂S, Гелий He, Аргон Ar.

Табиғи газдар келесідей топтарға бөлінеді:

1.Газ, таза газ кенорнынан алынған негізінен құрғақ газ кіріктіреді. Еркін және ауыр УВ

2.Газдар. Мұнай мен бірге алынған (еріген немесе ақаулы газдар) олар физикалық құрғақ газдар. Газды бензин және пропан-бутан фракциялы (қоюлы газды)

3.Газдар. Газ конденсатты кенорнынан алынған. Сұйық көмірсутекті конденсат немесе құрғақ газдар. Көмірсутектік конденсат негізінен УВ ауыр (С₅ +жоғары, С₆+ жоғары т.б.) осыларды бөлуге болады бензинді, литройнді, керосин, әр кезде ауырлары майлы фракцияға жатады.

4.Газ. Газ гидротты кеніш

Газ құрамы ауыр УВ (С₃, С₄) 75 г/м³ құрғақ болады. Құрамында ауыр УВ 150 г/м³ болса газ майлы д.а.

Газ қоспасы салмақты және молярлы концентрацияны компонентімен сипатталады. Газды қоспаның орташа молекулярлық салмағын білу қажет. Орташа тығыздық килограмды куб. Метрге жатқызу ьығыздықтар ауасында болады. Молекулярлық салмақ М табиғи газдағы.

_n

M-Ʃ Mixi (VI.7)

i

М –молекулярлық салмақ i-гі компонент

Х-көлемдегі мазмұны i-гі компонент

Кәдімгі қарапайым газда М=16/207

Газдың тығыздығы (р) мына формуламен есептеледі.

 

Pr=M/Vm-M/24.05 (VI.8)

 

1 моль газдық стандарттық жағдайдағы көлемі:-Vm

Негізінен Pr былай табылады 0,73-1,0кг/м³

Газдың тығыздығы қысыммен, температураға тәуелді болады, сондықтан практикалық жағдайда осы көрсеткіщ тиімсіз. Кей кезде газдың тұрақты тығыздығын ауамен салыстырады. Pr.a, газдың тығыздығы Pr бірдей қатынаста ауаның тығыздығымен Ра. Қысым мен температура болады.

 

Pr.а-P₂/Pa (ҮІ.9)

 

Егер Pr және Pa стандарттық жағдайда анықтамасы Pa=1,293 кг/м³ және P_2n/1.293.

Газдың қалыпты жағдайы табиғи газдың физикалық жағдайын анықтауда қолданылады. Газдың жағдайы газдың параметріне және аналитикасына тәуелді. Бұл параметрлерге көлем, температура, қысымды жатқызады. Санды газдардың жалпы жағдайы жоғарғы қысымъмен температураға тәуелді оны Клапейрон-Менделеев анықтаған. Pvu=NPT, P-қысым, Vu-идеал газдың көлемі, N-киломанды газдың көрсеткіші, R-тұрақты әмбебап газ, T-температура.

Идеалды газ былай айтылады күштің молекулаға қатынасы. Таза көмірсутегі газы идеалды газ заңына тәуелді болмайды. Сондықтан Менделеев-Клапейрон таза газда былай жазылады.

PV=ZNRT (VI.10)

Z –таза газдардың жоғары сығымдылық коэффициенті, қысымға тәуелділігі температура және газдың құрамы сонымен қатар таза газдың қозғалыс дәрежесі идеалдық газға тәуелді.

Жоғарғысығымдылық коэффициент Z нақты газдарда бұл байланыс көлемге тәуелді оңай болса термоборалық жағдайда нақты газдың молімен V және идеалды газ Vu бірдей болады (қысыммен тепература бірдей болады т.с.с).

Z=V/Vu (VI.11)

 

Жасырын критикалық қысым Pn.kp және жасырын критикалық температура Tn, kp олар қатынас бойынша анықталады.

Pn*kp=ƩPkpixi; (VI.12)

Tn.kp=Ʃ Tkpixi (VI.13)

 

ал P_np және T_kp критикалық қысым мен температура ондағы і-гі компонент. (7-кестеден қара) xi-бөлік, f-дегі компонент қоспадағы көлем (бірлік бөлік).

Газдың жалпы қорын және газ көлем өзгерісін, газдың жоғары қабаттық жағдайда өткі кездерінде жоғарысығымдылық коэффициенті Z міндетті түрде қолданылады. Сонымен қатар басқа есептеулерде газды кеніштегі қысымның өзгерісін болғылауда пайдаланылады, ерітінді жағжайында газ тәрізді УВ-бутанды, пропанды және этильді, сонымен қатар H₂S т.б. Газды газконденсаты кеніштерде газ конденсаты фактор, тіркеледі. Көрсеткен есеп бойынша жетілмеген конденсат см³ және 1м³ өткен кезде айырғыштан өткен газ болады.

Практикада таы әртүрлі шаралар қарастырылады. Оны газ конденсатты фактор дейді газдағы есебі м³ осыдан 1 м³ конденсат өндіріледі. Кенорындарда газ-конденсатты фактор ауытқиды 1500-25000 м³/м³.

Тұрақты конденсат тек қана сұйықтан КС құралады пентаннан жоғары (С₅-жоғары). Оны соңғы легазация арқылы жетілмеген конденсаттан алады. Температурасы негізгі конденсаттағы компоненттер 40-200˚С. Молекулалық салмағы 90-160. Стандарттық жағдайдағы конденсаттың тұрақты тығыздығы былай өзгереді 0,6-0,82 г/см³ бұлар құрамындағы көмірсутек компонентіне тікелей тәуелді.

Бұлардың қатысы газ конденсаты кеніштерге өте жоғары және конденсациялық бастапқы қысымы. Газ конденсатты кеніштерді игеруде оларға қысым көмегі керегі нашар.

Ол өз уақытында орнына түседі және бастапқы конденсация қысымына келе алады. Дәл осы уақытта қабатта конденсат бөлінеді. Тек қана кендегі КС орнына әкелмейді, есеп қорын және игеру жобасын көрсетеді. Қабатта қуыстық көлем өзгерісте және газ құрамы, қасиеті. Сондықтан газ конденсат кенішін игерудің бірінші сатысында тұрады.

Қабаттағы газдың құрамы, конденсатын мазмұны, см³/см³.

КС бастапқы конденсация қысымы қабатта конденсацияның жоғары қысымына сәйкес келеді, мПа.

Қабат тың жағдайда конденсат жүйесі фазалық түрде.

Конденсаттың құрамы және есебі әртүрлі t мен p 1 м³ газда см³/см³.

Қабат газының көлемдік коэффициенті: в₂ көлемдік газдың қабаттық жағдайда болатынын көрсетеді: V_қаб, стандартты жағдайда сондай көлемдік газ есебіндей болады. V_СТ, оны Менделеев теңдеуі арқылы анықтауға болады.

B_r = V_қаб/ V_ст = ZP_CT T_қаб/ (Р_қаб Т_СТ) (VI.16)

Р_қаб, Т_қаб Р_СТ және Т_СТ – қысым және температура қабаттық жағдайда стандартты болады.

b_r үлкен мәнді білдіреді. Қабаттық жағдайға көлемдік газ екі деңгейге кем, стандарттық жағдаймен салыстырғанда (мысалы 100-рет).

Конденсат дегеніміз көмірсутекті сұйық фаза, төменгі қысымда газдан бөлінеді. Ал қабаттық жағдайда конденсат кәдімгі газда ерітіледі, күйде болады. конденсат жетіілмеген және тұрақты болып бөлінеді. Жетілмеген конденсат өзіне сұйықты кіріктіреді: газ арқылы өндірістік айырғышқа келеді. Айырғышта температрамен қысым арқылы, ол негізінен [КС] стандартты жағдайда сұйық болады. Пентаннан жоғары болады [С₆ жоғары].

Газдар гидраты, газ гидраты кеніштер үлкен жиналым құрайды, бұлар қатты қатынаста болады (клатраттар). Белгіленген қысыммен температурада құрылымдық қуысты газ молекуласы кристалдық тормен толықтырады. Су молеуласы сутекті қатынаста болады. Ажырым қабатта гидрат су молекласы негізінен газ молекуласымен бірге қозғалады. Қорытындысында гидраттық жағдайда сутек меншікті көлемі 1,26-дан 1,32 см³/г дейін ұлғаяды (мұздың меншікті көлемі 1,09 см³/г).

Гидратты газдың ұяшығы негізінен санаулы газ және су молекуласымен құралады. Су мен газдың молярлық қатынасы негізінен газ молекуласының өлшеміне тәуелді. Гидратты жағдайда судың бірлік көлемі негізінен кірген газды 70-300 газ көлеміне тәуелді.

Гидраттардың пайда болуы, газдың құрамына тәуелді, су жағдайы ішкі температурамен қысымға байланысты. Пайда болу көрсеткіші гетерогенді қалыптағы диаграммада Р-Т координаталарда температураны көтерсек қысым күшейеді, бір деңгейдегі қисық сызық, пайда болған гидратпен су, газ молекулаларымен қатынасты.

Негізгі әдебиеттер: 7 - [219-224], 16[3-38]

Бақылау сұрақтары:

1. Пьезометрлік деңгей дегеніміз не?

2. Пьезометрлік жазықтық деп нені айтамыз?

3. Абсолюттік қабат қысымының шамассы не?

4. Әр суарынды жүйенің ішінде 3 негізгі элементі не?