2.3 油气系统的溶解与分离.ppt

第三节 油气系统的溶解与分离 教学目的：掌握天然气从原油中的分离、天然气向原 油中的溶解、气----液平衡计算。 教学重点和难点：天然气从原油中的分离。 教法说明：课堂讲授 一 天然气从原油中的分离 1 闪蒸分离或一次脱气 A 定义:在油气分离过程中分离出的气体与油始 终保持接触且系统的组成保持不变的脱 气方式. B 脱气过程: C P—V关系图: D 现场接触脱气示意图: E 接触脱气的特点: a．分离出的气量较多，溶解油气比高。 b．分离出的气体较重，即气中重质组分含量 较多（含轻质油较多）。 c．脱气过程中系统的组成保持不变。 2 多级分离 A 定义:在油气分离过程中将每一级脱出的气体 排除后,液体再进入下一级进行油气分离 的脱气方式. B 脱气过程: 矿场多级脱气流程图 3.微分分离（微分脱气） 3 油田开发和生产过程中的脱气过程 A 地层中:油层中的脱气介于接触脱气和微分分 离之间,因为气从油中脱出后存在流速 差异形成微分分离,而气体在孔隙中又 始终与原油接触形成接触脱气. B 井筒中:当井筒中气相与液相的流速相差不大时 油井中的脱气过程与接触脱气近,而当 当气体在井筒中的气体超越原油出现’’ 滑脱”现象时,井筒中的脱气方式又介 于接触脱气和微分分离之间. C 地面储运过程中:地面储运过程中的脱气过程 为较理想的分离过程. 二 天然气向原油中的溶解 1亨利定律 单组分气体在液体中的溶解服从亨利定律，即温度一定时,溶解度和压力成正比，或成直线关系，即： Rs=αP 式中:Rs ---溶解度. α---溶解系数 溶解度：表示压力为P时,单位体积的地面原油所溶解的天然气量(标准状况下的体积)。 单位为(标)米3/米3. 溶解系数:表示一定温度下，每增加一个大气压时，单位体积液体中溶解的气量。 单位:(标)米3/(米3MPa) 3 影响溶解度的因素 A 压力 B 温度: C 组成: D 密度 4 溶解与分离的关系 A 接触脱气时的溶解曲线和分离曲线相重合.而 多级脱气时的溶解曲线和分离曲线不重合. B 轻组分的溶解曲线和分离曲线较接近.而重组 分的溶解曲线和分离曲线高压时相差较小,低 压时相差较大. 三 相态方程及其应用 1 相态方程 表征温度、压力、油气组成与溶解度的关系表达式。 2 研究相态方程的目的 A 预测开发过程中地层压力和温度变化时油藏流 体的相态变化特征; B 预测地层流体流到地面后的气、液数量,为油 气处理、集输工艺流程设计提供有效依据; C 相图计算. 3 相态方程的推导 B拉乌尔定律:气液两相平衡时，各组分在气相中的分压等于同温度下该组分单独存在时的蒸气压 力乘以在液相中的摩尔浓度 C道尔顿分压定律:各组分的分压等于其摩尔分数与体系总压力的乘积，即： 当系统中气相和液相在一定温度下达到平衡时 设: Ng----气相物质的摩尔数 NL----液相物质的摩尔数 yi----第i组分在气相中的摩尔分数 xi----第i组分在液相中的摩尔分数 ni——系统中第i组分的摩尔分数 根据烃类系统的物质平衡关系有： E 理想溶液相态方程的求解步骤(试凑法) F 理想溶液泡点压力、露点压力计算 4 实际溶液相态方程 A 理想溶液相态方程式的局限性: （1）道尔顿分压定律的假设前提为气体应具有由理 想气体组成的理想溶液的性质。 （2）拉乌尔定律是以液体具有理想溶液性质的假设 前提的。但是，只有当液体混合各组分的化学 物理性质十分相似时，该混合物的性质才接近 理