Физико-химические свойства природных газов

Дисциплина «СКАЖИННАЯ ДОБЫЧА И ПОДЗЕМНОЕ ХРАНЕНИЕ ГАЗА» Лекция №4 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ (ПЛОТНОСТЬ, ВЯЗКОСТЬ, СЖИМАЕМОСТЬ, ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ И ОБЪЕМ, ДРОССЕЛИРОВАНИЕ) Составил доцент, к.т.н., доцент кафедры «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений»: Саранча Алексей Васильевич ТИУ (ТюмГНГУ) 1 Саранча А.В. После изучения материала данной лекции вы будете знать:  как рассчитывается плотность природной газовой смеси и что будет с ней происходить при снижении давления и температуры;  что такое относительная плотность природного газа и при каких значениях данного параметра, газ будет либо улетучиваться, либо скапливаться в пониженных частях, в случае утечки;  что будет происходить с вязкостью метана при снижении температуры;  что такое сжимаемость, парциальное давление, дросселирование природного газа и коэффициент Джоуля-Томсона? ТюмГНГУ 2 Саранча А.В. Плотность природного газа Плотность – это отношение массы вещества к его объему, является одним из основных параметров характеризующих газ, в системе СИ измеряется кг/м3. Величина, обратная плотности, называется удельным объемом. Используя уравнение состояния реального газа, можно рассчитать плотность и относительную плотность природного газа по воздуху. m PV  ZnRT  Z RT , M  см ( Р ,Т ) m M см P   , V ZRT (4.1) где ρсм(Р,Т) – плотность газовой смеси, кг/м3; Мсм – молекулярная масса газовой смеси, определяется по формуле n M y у1М 1  у2 М 2  ...  уn M n 100 100 Z – коэффициент сверхсжимаемости газа при давлении P, Па и температуре Т, К; М см  i 1 i i  R – универсальная газовая постоянная, 8314,3 Дж/(кмоль∙К). ТИУ Саранча А.В. 3 Плотность природного газа Также плотность можно определить, используя следующее уравнение  см ( Р ,T )  2,694 10   см 3 Р , ZT (4.2) где ρсм – плотность газовой смеси при нормальных физических условиях (Р=0,101325 МПа и Т=273 К), определяется по правилу аддитивности: n  см  y у1 1  у2  2  ...  уn  n   , 100 100 i 1 i i (4.3) где ρi – плотность i – го компонента при нормальных физических условиях, входящего в состав природного газа. ТИУ Саранча А.В. 4 Плотность природного газа Плотность индивидуальных компонентов при нормальных физических условиях • Нормальные физические условия (P=0,1013 МПа и Т=273 К или 0 ºС) • Стандартные условия (P=0,1013 МПа и Т=293 К или 20 ºС) Для идеальных газов, молекулярный объем 1 кмоля которых при нормальных физических условиях по закону Авогадро составляет 22,41 м3, плотность определяется по формуле: ТИУ Mi   , 22,41 (4.4) Саранча А.В. 5 ПЛОТНОСТЬ ПРИРОДНОГО ГАЗА Моль есть количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг. При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц [Википедия]. Идеальный газ — математическая модель газа, в которой предполагается, что: 1) потенциальной энергией взаимодействия молекул можно пренебречь по сравнению с их кинетической энергией; 2) суммарный объем молекул газа пренебрежимо мал. Между молекулами не действуют силы притяжения или отталкивания, соударения частиц между собой и со стенками сосуда абсолютно упруги, а время взаимодействия между молекулами пренебрежимо мало по сравнению со средним временем между столкновениями. В расширенной модели идеального газа частицы, из которого он состоит, имеют также форму в виде упругих сфер или эллипсоидов, что позволяет учитывать энергию не только поступательного, но и вращательно-колебательного движения, а также не только центральные, но и нецентральные столкновения частиц и др [Википедия]. ТИУ Саранча А.В. 6 Плотность природного газа Относительная плотность природного газа В практике часто пользуются понятием относительной плотности по воздуху ∆ при нормальных физических условиях, которая представляет собой отношение плотности данного газа ρсм к плотности воздуха ρв (1,293 кг/м3). Если относительная плотность газа по воздуху меньше единицы, то газ легче воздуха и будет улетучиваться. Если наоборот, относительная плотность газа (смеси) больше единицы, тогда газ (смесь) тяжелее воздуха и будет в случае утечки скапливаться в пониженных частях.  М   1,293 28,96  см  см М см  cм     в 1,293 28,96 ТИУ (4.5) (4.6) Саранча А.В. 7 РЕШИТЬ ЗАДАЧУ газа №3 Плотность природного Упражнение 3. Рассчитать плотность индивидуальных компонентов входящих в состав природного газа (формула 4.4), представленных в таблице, а также их относительную плотность (формула 4.6), полученные данные занести в нижнюю таблицу. ТИУ Компонент Формула Молекулярная масса Метан Этан Пропан n-Бутан i-Бутан n-Пентан Углекислый газ Азот Сероводород Водяной пар СН4 С2Н6 С3Н8 n-С4Н10 i-С4Н10 n-С5Н12 СО2 N2 Н2S Н2О 16,043 30,070 44,097 58,123 58,123 72,150 44,010 28,013 34,082 18,015 Плотность компонентов при норм. физ. условиях, кг/м3 0,72 1,34 1,97 2,59 2,59 3,22 1,96 1,25 1,52 0,80 Относительная плотность 0,55 1,04 1,52 2,01 2,01 2,49 1,52 0,97 1,18 0,62 Саранча А.В. 8 РЕШИТЬ ЗАДАЧУ газа №4 Плотность природного     Упражнение 4. Рассчитать для газовой смеси вашего месторождения. а) плотность при нормальных физических условиях; б) относительную плотность; в) плотность газовой смеси при давлениях 2, 6 и 10 МПа и при неизменной температуре 313 К (использовать формулу 4.1 или 4.2). Полученные значения нанести на график зависимости плотности от давления. Обратите внимание, что происходит с плотностью при понижении давления; г) плотность газовой смеси при температурах 313, 303 и 293 К и при неизменном давлении 12 МПа (использовать формулу 4.1 или 4.2). Полученные значения нанести на график зависимости плотности от температуры. Обратите внимание, что происходит с плотностью при понижении температуры. Вари ант 1 2 Месторождение Березовское Комсомольское CH4 95,1 96,37 3 Тазовское 98,68 0,06 0,003 0,01 4 Верхнекондинское 94,4 1,2 0,35 0,2 5 Горное 96,39 1,36 0,84 6 Геофизическое 89,75 5,03 1,39 7 Заполярное (сеноман) Бованенковское (сеноман) Уренгойское (сеноман) Ямбургское (сеноман) 98,8 0,07 96,44 99,05 8 9 10 ТИУ 98,2 Компонентный состав газа, % объемные С2Н6 C3H8 С4Н10 С5H12+ СО2 1,1 0,3 0,07 0,03 0,4 0,22 0,03 0,01 0,49 N2 3 2,88 Рпл, МПа 11 12,3 309,9 0,39 0,86 10,4 304,2 0,01 1 2,84 13,5 313,5 0,39 0,25 0,56 0,21 12,4 310,2 0,38 2,78 0,42 0,25 11,7 0,01 0,004 0,01 0,13 0,976 13,4 308,1 313,2 1,44 0,17 0,14 0,06 0,18 1,61 12,6 310,8 0,06 0,01 0,08 0,8 12,8 311,4 0,001 0,1 0,3 1,353 12,3 309,9 0,04 0,006 Тпл, К 306 Саранча А.В. 9 ПРИМЕР РАСЧЕТА ЗАДАЧИ газа №4 Плотность природного Пример расчета. Для газовой смеси Медвежьего месторождения: а) плотность газовой смеси при нормальных физических условиях определяется по формуле (4.3):  см  98,56  0,717  0,17 1,355  0,01 2,009  0,02  2,709  0,02  3,506  0,22 1,976  11,25  0,73 кг 3 м 100 б) относительная плотность газовой смеси определяется по формуле (4.6): 0,73  cм   0,57 1,293  см ( 2,372)  11,267 кг м3  см ( 4,372)  23,618 кг м3  см ( 6,372)  36,804 кг м3  см (8,372)  50,475 кг  см (10,372)  см (12,372) ТИУ м3  64,570 кг 3 м  79,200 кг 3 м Плотность, кг/м3 в) влияние понижения давления на плотность газовой смеси при постоянной температуре. Определяем плотность газовой смеси при постоянной температуре 372 К для следующих значений давлений 2, 4, 6, 8, 10 и 12 МПа по формуле (4.2). Ркр=4,59; Ткр=230,23; Z(2,372) = 0,98 – коэффициент сверхсжимаемости газа при давлении 2 МПа и температуре 372 К; Z(4,372) = 0,935; Z(6,372) = 0,9; Z(8,372) = 0,875; Z(10,372) = 0,855; Z(12,372) = 0,8365. 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 При снижении давления плотность газа уменьшается, при этом также стоит отметить, что если плотность газовой смеси при атмосферном давлении равна 0,73 кг/м3, то при пластовом давлении равном 15 МПа, плотность составит 100 кг/м3, что в 137 раз больше. 2 4 6 8 10 12 14 16 Давление, МПа 10 Саранча А.В. ПРИМЕР РАСЧЕТА ЗАДАЧИ № 4 г) влияние понижения температуры на плотность газовой смеси при постоянном давлении. Определяем плотность газовой смеси при постоянном давлении 12 МПа для следующих значений температур 372, 362, 352, 342 и 332 К по формуле (4.2). Ркр=4,59; Ткр=230,23; Z(12,372) = 0,836 – коэффициент сверсжимаемости газа при давлении 12 МПа и температуре 372 К; Z(12,362) = 0,812; Z(12,352) = 0,788; Z(12,342) = 0,764; Z(12,332) = 0,740. м3  см (12,342)  94,30 кг м3  см (12,352)  88,82 кг м3  см (12,362)  83,80 кг м3  см (12,372)  79,20 кг м 105 100 Плотность, кг/м3  см (12,332)  100,31 кг 95 90 85 80 3 75 330 340 350 360 370 380 Температура, К При снижении температуры плотность газа увеличивается. ТИУ 11 Саранча А.В. НЕОБХОДИМОЕ ДЛЯ РАСЧЕТА ЗАДАЧИ № 4 n  см   cм   y i i 1 i 100  у1 1  у2  2  ...  уn  n , 100  см   см  в 1,293  см ( Р ,T )  2,694 10 3   см n Pкр  P крi i 1 yi 100  Т крi yi  Pкр1  y1  Pкр 2  y2  ...  Pкрn  yn 100 n Tкр  i 1 100 Т пр.см  Т , Т кр Компонент Метан Этан Пропан n-Бутан i-Бутан n-Пентан Углекислый газ Азот Сероводород Водяной пар ТИУ  , Т кр1  y1  Т кр 2  y2  ...  Tкрn  yn 100 Рпр.см  Формула СН4 С2Н6 С3Н8 n-С4Н10 i-С4Н10 n-С5Н12 СО2 N2 Н2S Н2О Р , ZT , Р . Ркр Критическая температура Ткр, К tкр, ºС 190,5 305,8 369,8 425,1 408,1 469,7 304,2 126,2 373,2 647,1 -82,65 32,65 96,65 151,95 134,95 196,55 31,05 -146,95 100,05 373,95 Критическое давление Ркр, МПа 4,60 4,88 4,25 3,78 3,65 3,36 7,39 3,39 8,94 22,06 Приведенное давление 12 Саранча А.В. Вязкость природного газа Вязкость – это динамическое свойство жидкости или газа сопротивляться перемещению одних частиц относительно других, в системе СИ измеряется в Па·с. Количественно вязкость характеризуется коэффициентом динамической вязкости μ, который зависит от температуры, давления и состава газа. Знание коэффициента динамической вязкости при различных давлениях и температурах, необходимо для расчетов при фильтрации газа в пласте, при движении в скважине, поверхностных газопроводах и оборудовании, а также процессах теплопередачи, сепарации газа и нефти, очистки газа от твердой взвеси и др. На следующих слайдах будут представлены, по мнению автора, наиболее простые графические методики расчета динамической вязкости при атмосферном и больших давлениях. ТИУ 13 Саранча А.В. Определение вязкости природного газа при атмосферном давлении графическим способом Вязкость при атмосферном давлении, мПа*с Относительная плотность газовой смеси по воздуху, Δсм cм  0,57 0,0114 мПа*с Мсм=16,27 ТИУ Молекулярная масса газовой смеси, Мсм При молекулярной массе смеси 16,27 и относительной плотности 14 0,57, температуре 311 К (38°) вязкость газа составит 0,0114 мПа*сСаранча А.В. РЕШИТЬ ЗАДАЧУ № 5 Вязкость при атмосферном давлении, мПа*с Относительная плотность газовой смеси по воздуху, Δсм Молекулярная масса газовой смеси, Мсм Упражнение 5. Определите вязкость природного газа графическим способом по вариантам из упражнения 4, при атмосферном давлении для температур 311, 300 и 290 К. Ответьте на вопрос: что происходит с вязкостью природного газа при атмосферном давлении при понижении температуры? 15 ТИУ Саранча А.В. 15 Вязкость, мПа*с ВЯЗКОСТЬ ПРИРОРОДНОГО ГАЗА Зависимость коэффициента динамической вязкости метана от давления и температуры На графике видно, что при давлениях приблизительно до 10 МПа, при снижении температуры динамическая вязкость метана снижается, однако при более высоких давлениях наблюдается обратный процесс. ТИУ 16 Саранча А.В. Для расчета вязкости газовой смеси при заданных давлении Р и температуре T, для начала необходимо определить вязкость газовой смеси μат при атмосферном давлении и температуре Т (упражнение 5). Далее определяются критические параметры газовой смеси Ркр.см. и Ткр.см, а также приведенные параметры Pпр.см. и Тпр.см. После чего, по графику, представленному на рисунке справа, для найденных Pпр.см. и Тпр.см определяется безразмерный коэффициент приведенной динамической вязкости μпр. И в заключении, по известным μат и μпр рассчитать вязкость по следующей формуле: Приведенная вязкость, μпр Определение вязкости природного газа при пластовом давлении графическим способом μ= μпр∙ μат Упражнение 6. Рассчитать вязкость природного газа при пластовом давлении 20 МПа для температур Т2=333 К. ТИУ Приведенное давление, Рпр Приведенное давление, Рпр 17 Саранча А.В. 1) Определяем вязкость газовой смеси Медвежьего месторождения при температуре 30° и атмосферном давлении μат=0,0114мПа*с (слайд 13); 2) Находим критические параметры газовой смеси Ркр.см. и Ткр.см; 3) Рассчитываем приведенные параметры Pпр.см.=2,83 и Тпр.см=1,65; 4) по графику справа, для найденных Pпр.см. и Тпр.см определяется безразмерный коэффициент приведенной динамической вязкости μпр=1,3; 5) По известным μат и μпр рассчитываем вязкость: Приведенная вязкость, μпр ПРИМЕР РАСЧЕТА ЗАДАЧИ 6 μ= μпр∙μат= =1,3*0,0114=0,01482 мПа*с Тпр.см=1,65 1,3 Приведенное давление, Рпр ТИУ Pпр.см.=2,83 18 Приведенное давление, Рпр Саранча А.В. Определение вязкости природного газа расчетным способом Расчет вязкости по корреляции Ли1 𝜇г = 𝐴 ∙ 10−4 ∙ exp 𝐵 ∙ 10−3 ∙ 𝜌см(𝑃,𝑇) 𝐶 , (4.6.1) параметры A, B и C определяются по формулам 𝐴 = (22,7 + 0,0483 ∙ 𝑀см ) ∙ (𝑡 + 273,15)1,5Τ(209 + 19 ∙ 𝑀см + 1,8 ∙ (𝑡 + 273,15)), 𝐵 = 3,5 + 0,01 ∙ 𝑀см + 547,8 , 𝑡+273,15 𝐶 = 2,4 − 0,2 ∙ 𝐵, (4.6.2) (4.6.3) (4.6.4) где 𝜌см(𝑃,𝑇) - плотность газовой смеси, кг/м3; 𝑀см- молекулярная массf газовой смеси; 𝑡- температура в градусах Цельсия. ТИУ 19 [Брилл Дж. П., Мукерджи Х., Многофазный поток в скважинах. Институт компьютерных исследований, 2006 г., 384 с] Саранча А.В. СЖИМАЕМОСТЬ ПРИРОДНОГО ГАЗА Сжимаемость газа (не путать со сверхсжимаемостью) – это относительное изменение объема занимаемого газом, деленное на единичное изменение давления. Сжимаемость природного газа, как нефти и воды может быть получена путем лабораторных измерений PVT-данных, либо изотермическую сжимаемость газа (т.е. при постоянстве температуры), можно определить, используя следующие уравнение: г  Р, МПа 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 ТИУ Рпр, МПа 0,436 0,871 1,307 1,743 2,179 2,614 3,05 3,486 3,921 4,357 Z 0,98 0,935 0,9 0,875 0,855 0,836 0,824 0,819 0,819 0,825 1/Р-(1/Z)·(∂Z/∂P) 0,271 0,183 0,138 0,111 0,093 0,077 0,064 0,054 1/P 0,500 0,250 0,167 0,125 0,100 0,083 0,071 0,063 0,056 0,050 1 1 Z 1   . P Z P Р (4.7) Пример расчета изотермической сжимаемости. Построим графическую зависимость изотермической сжимаемости газа от давления для газовой смеси Медвежьего месторождения. Критические параметры имеют следующие значения Ркр = 4,59 МПа и Ткр = 230,23 К. Пластовая температура 303 К. Для расчета изотермической сжимаемости будет использована формула (4.7). Коэффициент сверхсжимаемости газа определен по двум приведенным параметрам по графику Стендинга-Катца. Приведенная температура неизменна и равна Тпр=1,615. В таблице и на рисунке слева представлены результаты расчета. Саранча А.В. 20 РЕШИТЬ ЗАДАЧУ 7 Р, МПа 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Рпр, МПа 0,436 0,871 1,307 1,743 2,179 2,614 3,05 3,486 3,921 4,357 Z 0,98 0,935 0,9 0,875 0,855 0,836 0,824 0,819 0,819 0,825 1/Р-(1/Z)·(∂Z/∂P) 0,271 0,183 0,138 0,111 0,093 0,077 0,064 0,054 1/P 0,500 0,250 0,167 0,125 0,100 0,083 0,071 0,063 0,056 0,050 1 1 Z   P Z P 1 1 (0,935  0,875)    6 0,9 (4  8)  0,183. г  Упражнение 7. Построить графическую зависимость изотермической сжимаемости газа от давления для газовой смеси вашего месторождения по вариантам представленным в таблице ниже. Результаты оформить в виде таблицы (см.выше) и графически в виде рисунка. Не забывайте, что Excel значительно упрощает расчеты и построение графических рисунков (см. на предыдущем слайде). Исходные данные к упражнению 7 ТИУ Вари Месторождение Компонентный состав газа, % объемные ант CH4 С2Н6 C3H8 С4Н10 С5H12+ СО2 N2 1 Березовское 95,1 1,1 0,3 0,07 0,03 0,4 3 2 Комсомольское 96,37 0,22 0,03 0,01 0,49 2,88 3 Тазовское 98,68 0,06 0,003 0,01 0,39 0,86 4 Верхнекондинское 94,4 1,2 0,35 0,2 0,01 1 2,84 5 Горное 96,39 1,36 0,84 0,39 0,25 0,56 0,21 6 Геофизическое 89,75 5,03 1,39 0,38 2,78 0,42 0,25 7 Заполярное 98,8 0,07 0,01 0,004 0,01 0,13 0,976 (сеноман) 8 Бованенковское 96,44 1,44 0,17 0,14 0,06 0,18 1,61 (сеноман) 9 Уренгойское 99,05 0,06 0,01 0,08 0,8 (сеноман) 10 Ямбургское 98,2 0,04 0,006 0,001 0,1 0,3 1,353 (сеноман) Рпл, МПа 11 12,3 10,4 13,5 12,4 11,7 13,4 12,6 12,8 12,3 21 Саранча А.В. ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ И ОБЪЕМ КОМПОНЕНТА В СМЕСИ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ Парциальное давление газа – это давление создаваемое компонентом, входящим в состав газовой смеси занимающей какой-то объем, которое он оказывал бы, если бы в данном объеме при неизменной температуре он был бы один. Согласно закону Дальтона давление газовой смеси равно сумме давлений, производимых каждым компонентом в отдельности, т.е. P   Pi  P1  P2  ...  Pn , (4.8) где Р – общее давление смеси газов; Рi – парциальное давление i – го компонента в смеси, которое равно: Pi  yi P , 100 (4.9) Парциальный объем газа – это объем занимаемый компонентом, входящим в состав газовой смеси, который он бы и занимал, если бы был один, при том же давлении и температуре. Согласно закону Амага, сумма парциальных объемов равна общему объему: V  Vi  V1  V2  ...  Vn , (4.10) где V – общий объем смеси газов; Vi – парциальный объем i – го компонента в смеси, которое равно: yiV Vi  ТИУ 100 , (4.11) Саранча А.В. 22 РЕШИТЬ ЗАДАЧУ 8 Упражнение 8. Предположим что природный газ, месторождения по вариантам представленным в таблице ниже, закачали в подземный резервуар для хранения, где он будет храниться под давлением Рпл. Определить парциальное давление всех компонентов входящих в состав данного газа. Вари Месторождение Компонентный состав газа, % объемные ант CH4 С2Н6 C3H8 С4Н10 С5H12+ СО2 N2 1 Березовское 95,1 1,1 0,3 0,07 0,03 0,4 3 2 Комсомольское 96,37 0,22 0,03 0,01 0,49 2,88 3 Тазовское 98,68 0,06 0,003 0,01 0,39 0,86 4 Верхнекондинское 94,4 1,2 0,35 0,2 0,01 1 2,84 5 Горное 96,39 1,36 0,84 0,39 0,25 0,56 0,21 6 Геофизическое 89,75 5,03 1,39 0,38 2,78 0,42 0,25 7 Заполярное 98,8 0,07 0,01 0,004 0,01 0,13 0,976 (сеноман) 8 Бованенковское 96,44 1,44 0,17 0,14 0,06 0,18 1,61 (сеноман) 9 Уренгойское 99,05 0,06 0,01 0,08 0,8 (сеноман) 10 Ямбургское 98,2 0,04 0,006 0,001 0,1 0,3 1,353 (сеноман) ТИУ Рпл, МПа 11 12,3 10,4 13,5 12,4 11,7 13,4 12,6 12,8 12,3 23 Саранча А.В. ДРОССЕЛИРОВАНИЕ ГАЗА. КОЭФФИЦИЕНТ ДЖОУЛЯ-ТОМСОНА Дросселирование – расширение газа при прохождении через дроссель – местное гидравлическое сопротивление (вентиль, сужение трубопровода и т.д.), сопровождающееся изменением температуры. В процессе дросселирования реального газа его температура уменьшается. Отношение изменения температуры к изменению давления называется коэффициентом Джоуля-Томсона и определяется формулой: Di  T Pi . Коэффициент Джоуля-Томсона зависит от состава газа, давления и температуры, изменяется в широких пределах и может иметь положительный или отрицательный знак. Для природных газов при температурах и давлениях, встречаемых на практике, коэффициент Джоуля-Томсона всегда имеет положительный знак, а дросселирование сопровождается охлаждением газа. ТИУ https://www.youtube.com/watch?v=j5M8dRhu3mQ&index=4 &list=PL_QCOTUIndSGQ6ljhL2p41Oak3TKi5hCb Саранча А.В. 24 ДРОССЕЛИРОВАНИЕ ГАЗА. КОЭФФИЦИЕНТ ДЖОУЛЯ-ТОМСОНА Для определения изменения температуры в результате дросселирования газа можно пользоваться номограммой (см. ниже), построенной для метана. Рассмотрим пример определения температуры газа после дросселирования. Допустим, что температура газа до дросселирования была Т1=50ºС, а давление Р1=13 МПа (см. красную линию). Проводим от этой точки параллельно ближайшей изоэнтальпийной кривой линию (см. синюю линию) до заданного дросселирования давления Р2=6 МПа и определяем температуру Т2 равную 28ºС (см. зеленую линию). Средний коэффициент Джоуля-Томсона при использовании изоэнтальпийных диаграмм определяется по формуле: Di  Т / Р   (50  28) /(13  6)   3,14 град / МПа. ТИУ [А.И.Гриценко, З.С. Алиев, О.М. Ермилов, В.В. Ремизов, Г.А. Зотов / Руководство по исследованию скважин. – М.:Наука, 1995. – 523 с.] Саранча А.В. 25 РЕШИТЬ ЗАДАЧУ 9 Упражнение 9. Определить температуру газа после дросселирования от 20 до 10 МПа с начальной температурой 335 К и рассчитать средний коэффициент Джоуля-Томсона. Состав газа чисто метановый. ТИУ [А.И.Гриценко, З.С. Алиев, О.М. Ермилов, В.В. Ремизов, Г.А. Зотов / Руководство по исследованию скважин. – М.:Наука, 1995. – 523 с.] Саранча А.В. 26 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Как используя уравнение состояния реального газа, можно рассчитать плотность природной газовой смеси? 2. Что такое относительная плотность природного газа и при каких значениях данного параметра газ будет либо улетучиваться, либо скапливаться в пониженных частях, в случае утечки? 3. Что будет происходить с плотностью природного газа при снижении пластового давления и температуры? 4. Что будет происходить с вязкостью метана при снижении температуры? 5. Что такое сжимаемость природного газа? 6. Что такое парциальное давление газовой смеси? 7. Что такое дросселирование газа? 8. Что такое коэффициент Джоуля-Томсона? ТюмГНГУ Саранча А.В. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Коротаев Ю.П. Добыча, транспорт и подземное хранение газа / Коротаев Ю. П., Ширковский А.И. Учебник для вузов. – М.: Недра, 1984, 486 с. 2. Вяхирев Р.И.. Коротаев Ю.П.. Кабанов Н.И. Теория и опыт добычи газа. М. ОАО "Издательство "Недра", 1998. - 479 с. 3. http://www.gazprominfo.ru/articles/methane-from-coal/ 4. Хайн Норман Дж. Геология, разведка, бурение и добыча нефти / [Пер. с англ. З. Свитанько]. – M.: ЗАО «Олимп – Бизнес», 2008. – 752 с.: ил. – (Серия «Для профессионалов и специалистов»). 5. Саранча А.В. Физические основы разработки углеводородных месторождений, часть 1. – Тюмень.: «ТюмГНГУ», 2010. – 32 с. 6. Саранча А.В. Физические основы разработки углеводородных месторождений, часть 2. – Тюмень.: «ТюмГНГУ», 2010. – 32 с. 7. Колмаков А.В., Кротов П.С., Кононов А.В. Технологии разработки сеноманских залежей низконапорного газа // СПб.: ООО «Недра», 2012. – 176 с. 8. А.И.Гриценко, З.С. Алиев, О.М. Ермилов, В.В. Ремизов, Г.А. Зотов / Руководство по исследованию скважин. – М.:Наука, 1995. – 523 с. ТюмГНГУ Саранча А.В.