- В недрах и на поверхности Земли газовый конденсат постоянно контактирует с конденсационной, а при обводнении скважин и с пластовой водой. При этом происходит взаимное растворение: воды в конденсате и конденсата в воде.
- Количество растворенной воды в конденсате зависит от давления и температуры и условий контактирования конденсата с водой. Экспериментальные исследования показали, что при увеличении давления и снижении температуры количество растворенной воды уменьшается.
- Контактирование конденсата и воды происходит в процессе перемешивания движущейся газоводоконденсатной смеси в трубах, сепараторах, теплообменниках, при прохождении через задвижки, краны, клапаны и другие устройства.
Таким образом, условия контактирования способствуют растворению воды в конденсате.
Экспериментальные данные о количестве воды, растворенной в
углеводородных растворителях при давлениях их насыщенных паров, которые немного
ниже давлений в промысловых сепараторах и при различных температурах, приведены
в таблице 1
Таблица 1
Растворимость воды в углеводородных растворителях
№ п./п. |
Углеводородный растворитель
(молекулярный вес, г) |
Растворимость воды |
|||
0°С |
+20°С |
+37,8°С |
+71,1°С |
||
1 |
Пропан(44) |
0,074 |
0,159 |
0,328 |
2,470 |
2 |
Н-бутан
(58) |
0,025 |
0,056 |
0,193 |
0,068 |
3 |
Газолин
(90) |
0,241 |
0,542 |
1,210 |
3,670 |
4 |
Керосиновая
фракция (150) |
0,034 |
0,059 |
0,144 |
0,576 |
5 |
Керосиновая
фракция (170) |
0,008 |
0,021 |
0.051 |
0,266 |
Экспериментально установлено количество воды, растворенной в конденсате
Ленинградского месторождения [2]. При давлении сепарации 4,0 МПа (40 кгс/см3)
и температурах сепарации 273 – 283ОК (0 - +10О С) в тонне
конденсата было растворено от 0,14 до 0,25 кг воды.
Исследования показали, что растворение воды в конденсате приводит к
увеличению вязкости и повышению температуры застывания. Например,
вязкость увеличивается почти в 1,5 раза, застывание конденсата начинается уже
при 233О К (-30О С) [- 193О К (- 80О
С) - температура застывания обезвоженного конденсата]. Это влияние воды на
свойства конденсата необходимо учитывать, особенно на месторождениях Севера.
Температурные интервалы выкипания фракций конденсата при фракционной
разгонке почти не изменяются.
В технологических установках на промыслах создаются условия,
способствующие уменьшению количества растворенной воды в конденсате.
Эффективный контроль за этими мероприятиями, а также за количеством
растворенной воды осуществляют периодически.
Применяют метод, регламентированный ГОСТ 2477-65.
Аппаратура, реактивы и материалы
При испытании применяют: аппарат для количественного определения
содержания воды в нефтяных, пищевых и других продуктах по ГОСТ 1594-69; цилиндр измерительный номинальной вместимости
100 мл по ГОСТ 1770-74; колбонагреватель
с электронагревом или электроплитка с закрытой спиралью; растворитель - бензин прямой перегонки,
неэтилированный, выкипающий при температуре в пределах 80 –120оС,
который содержит не более 3 % ароматических углеводородов, растворитель перед употреблением должен быть
обезвожен и профильтрован.
Подготовка к испытанию
В просушенную колбу выливают 100 см3 испытуемого конденсата.
Не промывая измерительный цилиндр, отмеривают им 100 см3 растворителя, который также выливают в колбу.
Навеска конденсата в граммах (Ск) при этом будет равна произведению его объема
(Vк) на плотность в г/см3, то есть:
Cк = Vk ·ρ. (4.3.)
Колбу (1)
соединяют с отводной трубкой чистого и сухого приемника-ловушки (2), к которому
присоединяют холодильник (3), подают воду в холодильник.
Соединения
должны быть в виде шлифов или корковых пробок.
При использовании корковых пробок срезанный конец
отводной трубки приемника-ловушки опускают в колбу на 15 - 20 мм, нижний край
косо срезанного конца трубки холодильника должен находиться против середины
отводной трубки.
Во избежание пропуска паров корковые
пробки заливают коллодиумом.
При резкой разнице между температурой в комнате и температурой воды,
поступающей в холодильник, верхний конец трубки холодильника следует закрывать
ватой во избежание конденсации атмосферной влагой внутри трубки холодильника.
Проведение испытания
Включают
нагреватель, содержимое колбы доводят до кипения и далее нагревают так, чтобы
скорость конденсации дистиллята в приемник была от 2 до 5 капель в 1 с.
Если в процессе
дистилляции происходит неустойчивое каплеобразование, то
увеличивают скорость дистилляции
или останавливают на несколько минут приток охлаждающей воды в
холодильник.
Если под конец перегонки в трубке холодильника задерживаются капли
воды, то их смывают растворителем, увеличив для этого на непродолжительное
время интенсивность кипячения.
Перегонку прекращают, как только объем воды в приемнике-ловушке не
будет увеличиваться и верхний слой растворителя станет совершенно прозрачным.
Время перегонки должно быть не менее 30 и не более 60 мин.
Оставшиеся на стенках трубки холодильника капельки воды сталкивают в
приемник-ловушку стеклянной палочкой
или металлической проволокой.
После того,
как колба охладиться, а растворитель и вода в приемнике-ловушке примут
температуру воздуха в комнате, аппарат разбирают и сталкивают стеклянной
палочкой или проволокой капельки воды со стенок приемника-ловушки.
Если в приемнике-ловушке со шкалой 25 см3 собралось более 25
см3 воды, то излишки выпускают в градуированную пробирку.
Если в приемнике-ловушке собралось небольшое количество воды (до 0,3 см3)
и растворитель мутен, то приемник-ловушку помещают на 20-30 мин в горячую воду
для осветления и снова охлаждают до комнатной температуры.
Затем записывают объем воды, собравшейся в приемнике-ловушке, с
точностью до одного верхнего деления занимаемой водой части приемника-ловушки.
Обработка результатов
Содержание в
конденсате воды в весовых (X) вычисляют по формуле:
Х
= 100 Vв ρв / Ск, (4.4)
где: Vв - объем воды, собравшейся в приемнике-ловушке, см3;
Ск - навеска конденсата, взятая для испытания, г;
ρв - плотность воды при температуре
в комнате, г/см3.
Для упрощения расчета плотность воды при комнатной температуре
принимается за 1 г/см3, а числовое значение объема воды в см3
- за числовое значение веса воды в г. При навеске конденсата 100 + 1 г за
содержание воды в нем в весовых процентах принимается число см3
воды, собравшейся в приемнике-ловушке;
Содержание в испытуемом конденсате воды
в объемных процентах (Xi)
вычисляют по формуле:
Х1
= 100 Vв ρк / Ск, (4.5)
где: Vв- объем воды, собравшейся в
приемнике-ловушке, см3;
ρк - плотность испытуемого конденсата при
температуре взятия навески, г/см3;
Ск - навеска конденсата, взятая для
испытания, г.
При взятии испытуемого конденсата в колбу в объеме 100 см3
за содержание воды в нем в объемных процентах принимается число кубических
сантиметров (см3) воды, собравшейся в приемнике-ловушке.
Количество воды в приемнике-ловушке 0,03 см3 и меньшее
считается следами.
Отсутствие воды в конденсате характеризуется отсутствием в нижней части
приемника-ловушки капель воды.
Расхождения
между двумя параллельными определениями не должны превышать одного верхнего
деления занимаемой водой части приемника-ловушки.