Фазовые превращения в газоконденсатных залежах

      Характерная особенность газоконденсатных залежей заключается в нахождении конденсата и газа в пластовых условиях в однофазовом газообразном состоянии и подчинении их законам обратной (ретроградной) конденсации.  

    👉Сущность обратного испарения и конденсации заключается в том, что при давлениях и температурах выше критических изотермическое повышение давления приводит к испарению компонентов смеси, а изотермическое снижение давления – к их конденсации. 

  • В области же докритических давлений перераспределение компонентов УВ между фазами происходит в обычной последовательности (прямая конденсация и испарение), т.е. при изотермическом увеличении давления газовые компоненты углеводородной смеси могут переходить в жидкое состояние, а при изобарическом повышении температуры – испаряться.

При рассмотрении явлений ретроградной конденсации необходимо помнить, что для однокомпонентной системы критической является максимальная температура, при которой это однокомпонентное соединение еще может быть переведено из газообразного состояния в жидкое путем повышения давления. Давление, которое соответствует критической температуре данного соединения, называется его критическим давлением. Точка, в которой обе фазы (жидкая и газообразная) становятся идентичными по своим свойствам (мениск между ними исчезает), называется критической точкой.

В отличии от однокомпонентной системы  для углеводородной смеси температура и давление в критической точке не являются максимальными, при них еще возможно существование двух фаз. Для углеводородной смеси критическими точками, при которых еще могут существовать обе фазы,  являются крикондентерма Тmax и криконденбара Рmax.

На рис.1 кривая ADG, огибающая двухфазовую область, состоит из двух ветвей: кривой насыщенной жидкости, или кривой точек кипения AD, и кривой начала конденсации, или точек росы DG. Вверх от кривой точек кипения существует только жидкая фаза, ниже кривой точек росы – только газовая. В критической точке D обе фазы по своим свойствам становятся одинаковыми.

При изотермическом увеличении давления в докритической области изменение фазового состояния углеводородной смеси происходит в обычной последовательности ( прямая конденсация ), т.е. от пара (точка 1 – 2) через двухфазное состояние (точки 2 – 3) к жидкости (точки 3 – 4).

Процесс прямого испарения происходит в обратной последовательности при изобарическом повышении температуры, т.е. от жидкости (точки а – b) через двухфазное состояние (точки bc) к пару (точки с – d).

При изменении давления в интервале температуры от Ткр до Тmax и при изменении температуры в интервале давления от Ркр до Рmax в углеводородной смеси происходят явления, называемые обратными ( ретроградными ). Так, явления обратной конденсации наблюдаются при изобарическом повышении температуры – от жидкости (точки ef) через двухфазное состояние (точки fh) вновь к жидкости (точки hk). Обратное изотермическое испарение происходит при повышении давления от пара (точки 5 – 6) через двухфазное состояние (точки 6 – 8) вновь к пару (точки 8 – 9). 

 Рис.1. Термодинамическая кривая фазовых превращений.

 Сущность обратных процессов объясняется возрастанием коэффициента сжимаемости газовой смеси и увеличением летучести ее компонентов при повышении давления, при этом тяжелые компоненты растворяются в массе более легких газообразных.

В природных условиях подобные явления свойственны газоконденсатным месторождениям, в пластах которых УВ находятся в газообразном состоянии, а при снижении пластового давления ниже давления начала конденсации (точки росы) частично переходят в жидкую фазу (конденсат). 

Месторождения этого типа отличаются от обычных тем, что в их газе содержится значительное количество высокомолекулярных УВ, соответствующих по температуре кипения бензиновым, лигроиновым, керосиновым и даже соляровым фракциям.

Выпадение конденсата в пласте оказывает отрицательное влияние на его добычу, так как он смачивает породу коллектора и остается в пласте. Если флюид  отбирается из пласта при пластовом давлении, превышающем давление точки росы, конденсат сохраняется полностью в отбираемом флюиде.

Давление, при  котором выпадает наибольшее количество конденсата, называется давлением максимальной конденсации.

Ищи здесь, есть все, ну или почти все

Архив блога