ИСТИНА

На сегодняшний день в нефтяной отрасли используется ряд программных комплексов (PVTSim, WinProp CMG, Aspen HYSYS и др.), моделирующих межфазный массообмен в нефтях, газоконденсатных смесях и т.д. [1]. В большинстве промышленных программных продуктов реализован метод расчета фазового равновесия на основе уравнения состояния многокомпонентной углеводородной системы. При этом, как правило, при расчетах используются различные варианты кубических уравнений состояния Пенга–Робинсона (PR) и Соаве–Редлиха–Квонга (SRK) [2]. В то же время в последние десятилетия поиск надежного и одновременно простого уравнения состояния (УС) является важнейшим направлением исследований [3]. Численное моделирование массообменных внутрипластовых процессов опирается на использование констант фазового равновесия (КФР) многокомпонентных смесей. Особое значение такие процессы имеют при моделировании разработки залежей углеводородного сырья, когда в целях повышения нефтеотдачи предполагается закачка многокомпонентных газовых смесей («жирный» газ, воздух и др.). Доклад посвящен расчету КФР многокомпонентных углеводородных смесей с использованием различных кубических уравнений состояния (Пенга—Робинсона, Соаве–Редлиха–Квонга, Брусиловского). Для ряда смесей расчетные значения сопоставлены со значениями, полученными экспериментально. Выявлены преимущества и недостатки использования того или иного УС, а также исследован вопрос о том, как влияет выбор УС на точность расчета КФР и какое УС следует выбирать. В настоящей работе был создан программный комплекс в среде Phyton для моделирования парожидкостного равновесия многокомпонентных углеводородных систем на базе кубических уравнений состояния. Данное уравнение представляет собой обобщенное кубическое уравнение состояния – остальные (SRK, PR и др.) являются частными случаями уравнения Брусиловского [3]. Посредством созданного программного комплекса изучалось поведение смесей углеводородов парафинового ряда. Расчет констант фазового равновесия углеводородных смесей основан на равенстве химических потенциалов (летучестей) каждого компонента в смеси во всех существующих фазах [3]. В настоящей работе был реализован итерационный алгоритм расчета констант фазового равновесия (КФР) с использованием уравнений Брусиловского, SRK и PR. С целью верификации результатов работы созданного программного комплекса было проведено сравнение КФР, полученных на основе уравнения Брусиловского, SRK, а также экспериментальных данных [4]. Выявлено, что для легких углеводородных компонентов значения КФР, полученные на основе уравнения Брусиловского, оказываются ближе к экспериментальным значениям, чем КФР, полученные с использованием уравнения SRK. Объяснено расхождение с SRK и для более тяжелых компонентов в смеси. Проведен анализ поведения КФР, рассчитанных с помощью уравнения Брусиловского, при изменении давления и температуры в системе. Построены фазовые диаграммы «давление-состав» для двух- и трехкомпонентных смесей, проведен анализ кривых начала конденсации и кипения при изменении температуры в системе. Сформулированы рекомендации по созданию программного комплекса для моделирования парожидкостного равновесия углеводородных систем с числом компонент более трёх.