Определение содержания воды в газовом конденсате

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 таблице18.

Таблица 18 - Растворимость воды в углеводородных растворителях

№ п/п	Углеводородный растворитель (молекулярный вес, г)	Растворимость воды
0°С	+20°С	+37,8°С	+71,1°С
	Пропан(44)	0,074	0,159	0,328	2,470
	Н-бутан (58)	0,025	0,056	0,193	0,068
	Газолин (90)	0,241	0,542	1,210	3,670
	Керосиновая фракция (150)	0,034	0,059	0,144	0,576
	Керосиновая фракция (170)	0,008	0,021	0.051	0,266

Экспериментально установлено количество воды, растворенной в конденсате Ленинградского месторождения. При давлении сепарации 4,0 МПа (40 кгс/см³) и температурах сепарации 273 – 283 К (0 - +10^О 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 233 К (-30^О С) [- 193 К (- 80^ОС) - 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 –120^оС, 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 (С_к) при этом будет равна произведению его объема (V_к) на плотность в г/см³, то есть:

(24)

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 процентах (X) вычисляют по формуле 25:

(25)

где V_В- объем воды, собравшейся в приемнике-ловушке, см³;

С_К - навеска конденсата, взятая для испытания, г;

Ρ_В - 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 (X_i) вычисляют по формуле 26:

(26)

где V_В- объем воды, собравшейся в приемнике-ловушке, см³;

ρ_К - плотность испытуемого конденсата при температуре взятия навески, г/см³;

С_К - 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.

Вопросы для самопроверки

1 От чего зависит количество растворимой воды в газовом конденсате?

2 Как влияет растворимость воды в газовом конденсате на свойства конденсата?

3 Каким образом подготавливают конденсат к анализу?

4 Методика проведения анализа.

5 Какие расчеты производятся при определении содержания воды?

6 Что означает понятие «следы»?