Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: cubic equation of state

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

An Energy-Based Cohesion Function for Cubic Equations of State

Figueira F., Rodríguez A., Stamateris B., Olivera-Fuentes C.

Polish Journal of Chemistry

2006

Vol. 80, nr 1

81-97

Acohesion function is derived for cubic equations of state of van derWaals type, based on the behaviour of the residual internal energy of pure fluids; it contains two fluid-specific constants and is therefore suitable for nonpolar and polar fluids. The characteristic constants are obtained for the van derWaals, Redlich-Kwong and Peng-Robinson equations for 846 fluids by fitting cohesion parameters computed from vapour pressures taken from the DIPPR database. Comparison with similar functions proposed in the literature shows that the new function is generally better. A corresponding states generalization is presented using the acentric and critical compressibility factors.

Capillary adsorption effects in gas condensate systems in tight rocks

Nagy S.

Archives of Mining Sciences

2002

Vol. 47, nr 2

205-253

This paper summarizes some experimental work performed with a porous media core in the PVT cell and discusses impact adsorption/capillarity and gravity phenomena on the Vapour-Liquid Equilibria (VLE) properties of gas condensate and near-critical oil systems. The influence of adsorption/capillary effects is investigated theoretically using the cubic equation of state (CEOS) and a modified Kelvin equation. Computation of saturation-curve movement under the curvature of porous media and other volumetric end phase equilibrium parameters arc discussed.

W klasycznym ujęciu termodynamicznym w zakresie wksności PVT i równowagi fazowej ciecz-para (VLE) pomijany jest efekt segregacji grawitacyjnej, oddziaływań zjawisk kapilarnych czy wpływ zmienności temperatury złożowej na ciśnienie nasycenia (ciśnienie rosy - kondensacji, i ciśnienie pęcherzyków - wrzenia), temperaturą krikondenternu czy ciśnienie krikondenbaru. Przypomnieć należy sprzeczne wnioski dotyczące zakresu oddziaływania struktury porowej na zjawisko zmienności składu spowodowane np. kondensacją kapilarną. Badania rosyjskie i amerykańskie (Trcbin, Zadara 1968; Sadyk-Zada 1963, 1968; Tindy, Reynal 1966) wykazywały istotny wpływ zjawisk kapilarnych na krzywą nasycenia. Trebin i Zadara (1968) pokazali, że ciśnienia nasycenia układu gazowo-kondensatowego w obecności ośrodka porowatego sąo 10-15% wyższe od obserwowanych w zwykłej komorze PVT. Tindy i Rcynol (1966) wskazali, że ciśnienia nasycenia ropy naftowej w obecności ośrodka porowatego są o kilka procent wyższe od ciśnień pomiarowych bez obecności skały porowej. Inne badania amerykańskie i kanadyjskie (Smith, Yarborough 1968; Wcinang, Cordcll 1949; Oxford i Huntington 1953; Singmund et al. 1973) wskazują na brak istotnego wpływu wielkości średniego promienia porowego na wielkość ciśnienia nasycenia. Sigmundct al. (1974) pokazali, że przyczyną powodującą rzekomy wpływ struktury na ciśnienie nasycenia jest fakt, iż płyn nic był przemieszczany w ośrodku porowatym i dlatego wykonali oni analogiczne badania z recyrkulacją płynu węglowodorowego przez ośrodek porowaty. Efekt kapilarny jest istotny w przypadku bardzo dużych krzywizn (tzn. promienie porowe rzędu 10~5-l(T7 cm). Dodatkowo Sigmund i inni twierdzą, że takie krzywizny mogą być niedostępne dla układów o zwilżalności hydrofilnej, w których istnieją duże wartości nasycenia wodą resztkową Swi. Z kolei badania chińskie Yan (1988) wskazują na przesunięcie w górę krzywych nasycenia. Badania te wskazują, że proces kondensacji wstecznej jest przyspieszany, a punkt rosy ma ciśnienie wyższe w odniesieniu do układu bez ośrodka porowatego. Z kolei inni Chińczycy Zu i Huang (1988) wyciągnęli konkluzją, że ciśnienie rosy w układzie ośrodka porowatego było nieco niższe niż w układzie bez ośrodka porowatego, a w pobliżu punktu krytycznego stopień wpływu był mały. W ocenie autora część badań eksperymentalnych prowadzona była przy wykorzystaniu ośrodka porowatego o cechach nie występujących często w warunkach złożowych. Zastrzeżenia można mieć szczególnie do wyboru piasku czy słabo zwięzłych piaskowców o przepuszczalności powyżej 250 mD. Kwestią dyskusyjną jest przyjęcie warunków dynamicznej wymiany płynów (cyrkulacji) w komorze PVT w trakcie wykonywania pomiarów ciśnienia nasycenia (Sigmund et al. 1974). Otwartą kwestią jest również, zdaniem autora, występowanie układów o małym promieniu hydraulicznym (poniżej 10 (im) w przyrodzie w skałach poniżej 3000 m o zwilżalności hydrofobowej, co kwestionuje Sigmund (1974). Rozważania dotyczące występowania zwilżalności hydrofilnej w skałach o biogenicznym pochodzeniu gazu powstałego na skutek degeneracji materii organicznej przez organizmy anacrobowc i w skałach o termogenicznym pochodzeniu gazu powstałego przez biodegradacją związanych ciekłych węglowodorów oraz identyfikacji in situ typu zwilżalności w takich układach znaleźć można w pracy Dcbrandcsa i Bassiounicgo (1990), Sasscna (1988). W złożach głębokich poniżej 3000 m z uwagi na panujące warunki ciśnienia i temperatury resztki bitumiczne i siarka mogą pokrywać pory filmami hydrofobowymi. Woda w tym przypadku nie jest wodą związaną. Również opinie Lee (1989) i Guo (1986) potwierdzają konieczność uwzględnienia oddziaływań kapilarnych dla skał głęboko położonych o niskiej przepuszczalności. Zjawiska adsorpcji mają znaczny wpływ na rozkład zasobów złóż gazu i ropy, gazu ziemnego z pokładów węgla czy też złóż geotermalnych. Proces adsorpcji (desorpcji) wewnątrz ośrodka porowatego różni się w znacznym stopniu od adsorpcji na powierzchni z dwóch zasadniczych powodów (rys. 1): a) występowania naturalnej krzywizny porów, w których może występować zjawisko kondensacji kapilarnej, b) możliwości dostępu do określonych porów są ograniczone wpływem topologii sieci połączeń, co powoduje zjawisko blokowania niektórych porów. Zjawiska adsorpcji zachodzące w ośrodkach porowatych były przedmiotem wielu monografii (m.in. Dcfay, Prigoginc 1966; Adamson 1990; Dullien 1992). Stan prac w zakresie adsorpcji ocenić można w artykułach Shapiro, Stenby (1996, 2000, 2001), Guo et al. (1966) oraz Satik, Horne, Yortsos (1995), Yortsos, Stubos (2001). Zjawisko adsorpcji i wpływ sił kapilarnych uzupełniają się wzajemnie, w obszarach gdzie napięcie powierzchniowe zanika pojawia się większy wpływ sił adsorpcyjnych (np. w pobliżu punktu krytycznego). Wyróżnić należy dwa rodzaje modeli adsorpcyjnych: modele opisujące adsorpcją w pojedynczej kapilarze i modele uwzględniające krzywiznę ośrodka porowatego składającego się z wielu porów. Na rysunku 2 pokazano najważniejsze charakterystyczne zjawiska dotyczące adsorpcji i kondensacji w ośrodku porowatym w pobliżu krzywej nasycenia. Wydaje sią, że najlepiej opisuje te zjawiska model FHH (Frankela-Halscy'a-Hilla) (Adamson 1990), przynajmniej w wysokich i średnich zakresach ciśnień. Jako alternatywą modelu FHH można przyjąć model de Bocra et al. (1956). Kondensacją kapilarną opisuje się zwykle zmodyfikowanym równaniem Kelvina (Adamson 1990) (równania 3-6). Odpowiednie badania eksperymentalne grubości filmu adsorpcyjnego w ośrodku porowatym w wysokich ciśnieniach zamieszczono na podstawie pracy Grcgga i Singa (1982) (tabl. 2 i rys. 3). Model równowagi termodynamicznej ciccz-para w ośrodku porowatym przedstawiono w równaniach 8-18. Jego modyfikacja w postaci zmiany sposobu liczenia stałej równowagi fazowej K jest przedstawiona w wyprowadzeniu w równaniach 19-24. Równanie 24 pokazuje zmianą fuga-tywności składnika układu w fazie ciekłej związanego z krzywizną układu. W równaniach 25-27 pokazano nowe kryteria dla obliczania równowagi ciecz-para z uwzględnieniem kondensacji kapilarnej, zaś równania 28 i 29 definiują nową postać stałej równowagi ciccz-para w funkcji zarówno składu układu, ciśnienia i temperatury, jak również średniego promienia kapilarnego (zdefiniowanego poprzez równanie Laplacc'a). Przedstawiony został nowy algorytm obliczenia krzywej rosy kondensacji kapilarnej w zbitych skałach porowatych. Przedstawiono nową postać znanego równania bilansowego Rachforda-Ricc'a dla obszaru kondensacji kapilarnej (rów. 30). Wyprowadzono nową postać kryterium płaszczyzny stycznej Gibbsa dla kondensacji kapilarnej na podstawie modeli Michclsena (1982a). Teoretyczne wyprowadzenia zastosowano praktycznie do obliczeń równowagowych dla trzech układów gazowo-kondensatowych i ropy naftowej (mixture 1-3). Obliczenia wykonano przy użyciu dwóch podobnych równań stanu typu Pcnga-Robinsona (1976). Zastosowano równania VTPT (Tai-Chen 1998) oraz Magoulasa, Stamatakiego (1990). Do obliczeń wykorzystano również model Whitsona (1990) rozdzielający nieznany skład frakcji C-]+ na szereg pseudoskładników (do C2o+), co umożliwiło znaczne zwiększenie dokładności obliczeń. Krytyczne parametry otrzymanych pseudoskładników określano w oparciu o korelacje Sima, Daubera (1980), Razi, Daubcra (1980) i Wina (1957). Obliczenia napięcia powierzchniowego przeprowadzono w oparciu prace Fanchiego (1990), Danesha et al. (1991), testując model na danych Firozabadiego et al. (1988) (tabl. 12). Na rysunkach 6-32 przedstawiono wpływ zakrzywienia powierzchni porowych i adsorpcji na własności układu ciecz-para dla trzech wymienionych składów w różnych ciśnieniach i temperaturach. Wpływ zakrzywienia powierzchni jest zauważalny dla promienia porowego mniejszego niż 10~5 cm i jest znaczny w przypadku promienia większego niż 10~7 cm. Obserwuje się widoczne przesunięcie punktu krikondentermu w odniesieniu do układów gazowo-kondensatowych (rys. 27), a krzywa nasycenia jest bardziej wypukła. Przesunięcie obserwowane w odniesieniu do składu nr 3 wynosiło 13°C. W odniesieniu do układów lekkiej ropy naftowej obserwuje się obniżenie krzywej nasycenia (krzywej pęcherzyków) (rys. 15, 16) nawet o 23 bary (w odniesieniu do składu 2). Jeśli chodzi o zmianę składu gazu, największe zmiany obserwuje się w odniesieniu do metanu i węglowodorów ciężkich (do 13% w fazie gazowej). W fazie ciekłej obserwuje się przyrost zawartości metanu i spadek zawartości węglowodorów ciężkich (nawet o 17%). Zmiany w składzie węglowodorów C?-C6 są nieznaczne. Obserwowany wypływ zjawisk kapilarnych i adsorpcyjnych na gęstość fazy ciekłej jest znaczący. Obserwowano redukcję gęstości od 0,57 do 0,49 g/cm . Wynik ten jest związany ze wzrostem zawartości metanu w fazie ciekłej o 14%. Jak pokazano w artykule, obserwowane efekty kapilarne i adsorpcyjne mająbardzo duży wpływ na zachowanie się układów dwufazowych w przypadku skał zwięzłych o średnim promieniu porowych mniejszym niż 150 o 10~8 m, co odpowiada efektywnej przepuszczalności skał poniżej 0,5 Ś 10~3 (.im2 (0,5 mD). Część zasobów gazu kondensowanego w tych złożach zostanie na stałe zaadsorbowana i desorpcja części zasobów może nastąpić dopiero w ostatnim etapie eksploatacji złoża.