«Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина»

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ФАЗОВОГО ПОВЕДЕНИЯ ПЛАСТОВЫХ ФЛЮИДОВ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА

УДК: 622.276
DOI: 10.33285/2073-9028-2020-1(298)-47-61

Авторы:

¹ Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина, г. Москва, Российская Федерация
² Калининградский государственный технический университет («КГТУ»), г. Калининград, Российская Федерация

Ключевые слова: плотность, теплоемкость, давление насыщения, уравнение состояния, пластовый флюид, нефть, газовый конденсат

Аннотация:

В представленной статье предлагаются методы расчета термодинамических свойств и фазовых равновесий пластовых флюидов, основанные как на эмпирических многоконстантных уравнениях состояния, так и на теоретически обоснованных уравнениях, полученных в рамках статистической теории ассоциированного флюида (SAFT). Также предлагается альтернативная методика, основанная на авторском обобщенном PC-SAFT уравнении состояния. В статье приводятся результаты сравнительных расчетов термодинамических свойств модельных углеводородных смесей, а также реальных пластовых систем на основе предложенных методов. Наиболее высокую точность расчета термодинамических свойств в однофазной области показала многоконстантная модель. В частности, точность расчета плотности в 3-4 раза выше, чем по кубическим уравнениям состояния. При тестировании данной модели относительно расчетов фазовых равновесий установлены ограничения, рекомендующие ее применение для легких газовых конденсатов, в составе которых молярная масса остатка не превышает 140 г/моль и относительная плотность остатка не превышает 0,730. Для пластовых флюидов, не удовлетворяющих описанному выше условию, предлагается производить расчеты фазовых равновесий с использованием модели на базе авторского PC-SAFT уравнение состояния, которое может использоваться для расчета фазовых равновесий и вблизи точки начала замерзания смеси, где кубические и многоконстантные уравнения могут приводить к «нефизическому» виду фазовой диаграммы.

Список литературы:

1. Span R. Multiparameter Equation of State: An Accurate Source of Thermodynamic Property Data. — Berlin: Springer, 2000. — 367 p.
2. The Gerg-2004 Wide-Range Equation of State for Natural Gases and Other Mixtures/O. Kunz, R. Klimeck, W. Wagner, M. Jaeschke. — Dusseldorf, 2007. — 535 p.
3. Alexandrov I., Gerasimov A., Grigor’ev B. Generalized Fundamental Equation of State for Normal Alkanes (C5 — C50)//Int. J. Thermophys. — 2013. — Vol. 34. — P. 1865-1905.
4. Grigoriev B., Alexandrov I., Gerasimov A. Generalized equation of state for the cyclic hydrocarbons over a temperature range from the triple point to 700 K with pressures up to 100 MPa//Fluid Phase Equilibria. — 2016. — Vol. 418. — P. 15-36.
5 Ke-Le Yan, Liu Huang, Sun Chang-Yu et. al. Measurement and calculation of gas compres- sibility factor condensate gas and natural gas under pressure up to 116 MPa//J. Chem. Thermodyna- mics. — 2013. — Vol. 63. — P. 38-43.
6. Huang Liu, Sun Chang-Yu, Yan Ke-Le, et. al. Phase behavior and compressibility factor of two China gas condensate samples at pressures up to 95 MPa//Fluid Phase Equilibria. — 2013. — Vol. 337. — P. 363-369.
7. Shariati A., Peters C.J., Moshfeghian M. Bubble-point pressures of some selected methane + synthetic C6+ mixtures//J. Chem. Eng. Data. — 1998. — Vol. 43. — P. 280-282.
8. Александров И.С., Григорьев Б.А. Моделирование термодинамических свойств и фазового поведения углеводородов и сложных углеводородных смесей на основе нового PC-SAFT уравнения состояния//Научно-технический сборник — Вести газовой науки. Современные подходы и перспективные технологии в проектах освоения нефтегазовых месторождений российского шельфа. — М.: “Газпром ВНИИГАЗ”, 2018. — № 4 (36). — С. 237-248.
9. Отчет о НИР “Математическое моделирование фазового поведения пластовых углеводородных смесей в критической области. определение плотностей сосуществующих фаз”. — М.: РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2018. — 50 с.