Способ определения молекулярных масс и плотностей углеводородных фракций пластовых флюидов

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для исследования физических и физико-химических свойств пластовых углеводородных систем в исследовательской практике, в нефтяной и других отраслях промышленности. Способ определения молекулярных масс и плотностей углеводородных фракций пластовых флюидов включает определение фракционного состава и определение молекулярных масс и плотностей фракций. Причем для определения молекулярных масс и плотностей углеводородных фракций пластовых систем без проведения разгонки флюида фракционный состав флюида определяют имитированной дистилляцией, а молекулярную массу и/или плотность каждой фракции определяют расчетным путем исходя из ранее известных результатов определения свойств фракций, выделенных в процессе разгонок ИТК флюидов, похожих по физическим и/или геологическим свойствам. Техническим результатом является разработка способа определения молекулярных масс и/или плотностей углеводородных фракций пластовых систем без проведения разгонки флюида. 1 ил.

 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для исследования физических и физико-химических свойств пластовых углеводородных систем в исследовательской практике, в нефтяной и других отраслях промышленности.

Известен способ, которым можно определить молекулярные массы и плотности углеводородных фракций пластовых систем [Whitson C.H. and Brule. Phase Behavior. 2000, с. 68-70].

Исследуемый жидкий флюид подвергают разгонке на лабораторном дистилляционном аппарате с достаточным числом теоретических тарелок (не менее 15). Сливают испарившийся, а затем сконденсировавшийся флюид, меняя приемный сосуд для сливаемой жидкости при достижении заранее намеченной температуры колонки. Температуру, при которой разделяют фракции, как правило, выбирают либо равной температуре кипения нормального алкана, либо берут температуру на несколько градусов выше. При достижении определенной температуры (как правило, около 200°C) создают пониженное давление в емкости с разделяемым на фракции флюидом, чтобы кипение углеводородов происходило при низких температурах (для предотвращения деструктивных процессов). Истинная температура кипения фракции (в англоязычной литературе TBP-trueboilingpoint) вычисляется, исходя из величины установившегося вакуума и реальной температуры. Сам процесс так и называется разгонкой ИТК (истинная температура кипения) или TBPdistillation.

У выделившихся фракций определяют плотность и молярную массу любым экспериментальным методом, за температуру кипения принимают, например, температуру выхода половины объема фракции, и из получившихся параметров рассчитывают все остальные.

Основным недостатком известного способа является необходимость разгонки исследуемого флюида на лабораторном дистилляционном аппарате и сбора фракций в различные приемные сосуды при достижении заранее намеченной температуры колонки. Все это делает способ трудоемким, длительным и дорогим.

Задачей, стоящей перед изобретением, является разработка способа определения молекулярных масс и/или плотностей углеводородных фракций пластовых систем без проведения разгонки флюида.

Поставленная задача решается тем, что при проведении определения молекулярных масс и плотностей углеводородных фракций пластовых флюидов, включающего определение фракционного состава и определение молекулярных масс и плотностей фракций, фракционный состав флюида определяют имитированной дистилляцией, а молекулярную массу и плотность каждой фракции определяют расчетным путем исходя из ранее известных результатов определения свойств фракций, выделенных в процессе разгонок ИТК флюидов, похожих по физическим и/или геологическим свойствам.

Изобретение поясняется чертежами, на которых представлен примерный результат обработки выборки с аппроксимирующими кривыми: фиг. 1 - молярная масса, фиг. 2 - плотность.

Для реализации способа определяем компонентно-фракционный состав исследуемого флюида методом имитированной дистилляции, его молярную массу криоскопическим методом и плотность ареометром или любым плотномером.

Берется набор результатов разгонок ИТК (далее выборка), элементы которой легче и тяжелее исследуемого флюида. Температура кипения каждой фракции в выборке представляется одним числом - условной температурой кипения. Можно взять среднюю из температур начала и конца кипения, а можно взять температуру, соответствующую выходу половины объема фракции. Можно также взять температуру кипения конца фракции, соответствующую температуре кипения н-алкана.

Помещают все нужные свойства фракций выборки (молярную массу и плотность) в интервалы кипения температур, в соответствии с которыми исследован фракционный состав исследуемого флюида и находят в каждом таком интервале минимумы и максимумы молярных масс и плотностей. Приписывают их условным температурам кипения исследуемых фракций.

Затем аппроксимируем получившиеся графики экстремумов исследуемых свойств монотонными функциями от условной температуры кипения фракции. График экстремумов молярной массы лучше всего аппроксимируется экспоненциальной функцией, а график плотности - логарифмической: µ(T)=A·eBT и ρ(T)=A·ln(BT), где Т - условная температура кипения фракции, а А и В - коэффициенты соответственно экспоненциального и логарифмического уравнения. На рисунках 1 и 2 представлен примерный результат обработки выборки с аппроксимирующими кривыми (рисунок 1 - молярная масса, рисунок 2 - плотность).

Для каждой вычисляемой величины искомое значение находится в данном интервале экстремумов. При этом соотношение положения всех фракций относительно соответствующих экстремумов считаем постоянным.

Предлагается высчитывать это соотношение из соотношения плотностей самого легкого, тяжелого из флюидов выборки и исследуемого флюида:

ρиссл - плотность исследуемого флюида,

ρмакс - максимальная плотность флюида в выборке,

ρмин - минимальная плотность флюида в выборке.

Аналогичным способом, подставляя в формулу полученные экстремумы искомых величин, находится молярная масса и/или плотность каждой фракции.

Когда посчитаны молярные массы и/или плотности всех исследуемых фракций кроме остатка, можно посчитать плотности остатка из формул:

и/или

где символы

µ - молярная масса,

ρ - плотность,

c - массовая концентрация компонента (фракции),

индексы i, общ и ост означают номер компонента (фракции), исследуемый флюид и остаток соответственно.

Пример реализации способа

Для проверки способа проведена разгонка ИТК с определением плотности и молярной массы узких фракций и сравнение экспериментальных и рассчитанных результатов. Компонентно-фракционный состав исследуемого флюида рассчитан по группам углеводородов, выкипающим между нормальными алканами (SCNF-singlecarbornnumberfractions).

Была сделана выборка, состоящая из 79 элементов, при этом использовались результаты разгонок нефтей Западной Сибири, Узбекистана и Сахалина с плотностями от 802,2 до 859,9 кг/м3. Исследуемый флюид имеет плотность 835,4 кг/м3. В выборке определены минимумы и максимумы молярных масс и плотностей в интервалах кипения температур нормальных алканов и построены соответствующие аппроксимирующие функции.

Проведена атмосферно-вакуумная разгонка флюида по ГОСТ 11011-85 на аппарате АРН-2 с выделением узких фракций через каждые 10°C.

Так как экспериментальная разгонка проводилась с интервалами в 10 градусов Цельсия, то в посчитанные рассчитанные аппроксимирующие функции были подставлены середины этих интервалов. Результаты сравнения приведены в таблице 1.

Как видно из таблицы 1, разница между расчетом и определением молярной массы (ММ) не превысила 7% от своего значения, также разница возрастает с увеличением температуры кипения фракции. При равномерном возрастании величины этой разницы с ростом температуры до 500°C она не превышает порога 10%. Сравнительно высокая разница при расчете молярной массы связана с низкой точностью экспериментального определения молярной массы криоскопическим методом.

Разница в расчете плотности выше в более тяжелых фракциях (температура кипения выше 200°C), что связано с тем, что после выкипания флюида до 200°C при атмосферном давлении, дальнейшая разгонка ведется под вакуумом.

Способ определения молекулярных масс и/или плотностей углеводородных фракций пластовых флюидов, включающий определение фракционного состава и определение молекулярных масс и/или плотностей фракций, отличающийся тем, что фракционный состав флюида определяют имитированной дистилляцией, а молекулярную массу и/или плотность каждой фракции определяют расчетным путем исходя из ранее известных результатов определения свойств фракций, выделенных в процессе разгонок ИТК (истинная температура кипения) флюидов, похожих по физическим и/или геологическим свойствам.



 

Похожие патенты:

Способ относится к неразрушающим методам производственного контроля и может найти применение при анализе различных волоконных материалов в промышленности. Способ реализуется следующим образом.

Изобретение относится к области исследований или анализа защитных свойств сорбентов, поглощающих пары органических веществ по принципу физической адсорбции, весовым способом.

Изобретение относится к медицине, диагностике, оценке эффективности препаратов для лечения остеопороза. Диагностику остеопороза и контроль его динамики проводят рентгенабсорбционным методом на остеометре, причем за диагностический критерий остеопороза принимают наличие полостных образований в трабекулярных отделах костей, по динамике закрытия которых судят об эффективности препарата или препаратов.

Изобретение относится к технологии сушки и термовлажностной обработки пористых проницаемых (например, теплоизоляционных, а также дисперсных) материалов, в том числе в текстильной промышленности.

Изобретение относится к нефтедобыче и может быть использовано для определения объемных долей воды и нефти в отобранных пробах из потока продукции нефтяной скважины.

Изобретение относится к устройствам для исследования газового потока и может быть использовано для определения массового или объемного содержания в нем взвешенной жидкости.

Изобретение относится к способам определения лигнина в целлюлозных полуфабрикатах. .

Изобретение относится к нефтедобыче и может быть использовано для оперативного учета дебитов продукции нефтяных и газоконденсатных скважин в системах герметизированного сбора.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для экспресс-анализа нефтепродуктов (топлив и масел) на нефтебазах, судах, заправочных станциях. .

Изобретение относится к измерению свойств флюида, более конкретно к определению плотности флюида с применением плотномера, содержащего одиночный магнит. Прибор (300) для определения свойств флюида содержит трубку (304) для приема флюида, одиночный магнит (302), прикрепленный к трубке, и единственную обмотку (306), намотанную вокруг одиночного магнита. Единственная обмотка подсоединена к импульсному источнику (312) тока и принимает импульсный ток, который создает в единственной обмотке магнитное поле, взаимодействующее с одиночным магнитом с приведением трубки в состояние вибрации. Прибор содержит также детектор (306), который связан с трубкой, а также с измерительным блоком (310) и детектирует свойства трубки в процессе ее вибрации. Измерительный блок, основываясь на детектированных свойствах трубки, определяет свойства флюида. У прибора имеется корпус (314), в котором размещены трубка, одиночный магнит и намотанная на него единственная обмотка. Техническим результатом является повышение чувствительности, а также упрощение конструкции прибора. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области инженерной геологии, в частности к изучению физических свойств грунтов, и может быть использовано для определения характеристик пористости грунта при компрессионных испытаниях образцов в условиях невозможности бокового расширения. Способ определения характеристик пористости грунта при компрессионных испытаниях включает взвешивание образца, измерения высоты и площади поперечного сечения его, высушивание образца до установления постоянной массы, определение массы высушенного образца и объема минеральных частиц. Причем пористость грунта определяют на каждой из ступеней давления компрессионных испытаний по формуле: где QUOTE – объем минеральных частиц в образце; QUOTE площадь поперечного сечения образца; QUOTE – высота образца перед началом компрессионных испытаний (начальная высота); QUOTE – изменение высоты образца на i-й ступени, а коэффициент пористости грунта определяют на каждой из ступеней давления компрессионных испытаний по формуле QUOTE Техническим результатом является повышение скорости определения характеристик пористости грунта на всех ступенях давления и снижения трудоемкости. 1 ил.

Мультифазный поточный влагомер относится к области измерительной техники и может быть использован для определения количества воды, содержащейся во взаимно несмешивающихся с ней нефтепродуктах и свободном нефтяном или природном газах. Влагомер содержит корпус, измерительное устройство, средство обработки сигнала измерительного устройства и средства представления результатов измерений. Измерительное устройство выполнено в виде n-числа проточных ячеек, размещенных по периметру коммутирующего устройства, расположенного в центральной части корпуса. Проточные ячейки включают в себя излучающие и приемные матрицы, выполненные с возможностью излучения и приема электромагнитных волн инфракрасного спектра излучения, высокочастотного и ультразвукового излучения. Средство обработки сигналов измерительного устройства выполнено с возможностью приема, обработки, управления и передачи средствам представления результатов измерений всех видов сигналов, поступающих с приемных матриц. Технический результат, наблюдаемый при реализации заявленного устройства, заключается в создании мультифазного поточного влагомера, работающего в диапазоне обводненности от 0 до 100% и позволяющего определять объемное содержание компонентов в негомогенных смесях типа нефтепродукты-вода-газ. 3 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для исследования физических и физико-химических свойств пластовых углеводородных систем в исследовательской практике, в нефтяной и других отраслях промышленности. Способ определения молекулярных масс и плотностей углеводородных фракций пластовых флюидов включает определение фракционного состава и определение молекулярных масс и плотностей фракций. Причем для определения молекулярных масс и плотностей углеводородных фракций пластовых систем без проведения разгонки флюида фракционный состав флюида определяют имитированной дистилляцией, а молекулярную массу иили плотность каждой фракции определяют расчетным путем исходя из ранее известных результатов определения свойств фракций, выделенных в процессе разгонок ИТК флюидов, похожих по физическим иили геологическим свойствам. Техническим результатом является разработка способа определения молекулярных масс иили плотностей углеводородных фракций пластовых систем без проведения разгонки флюида. 1 ил.

Наверх