مقدمه

1-1. گاز طبیعی چیست؟
گاز طبیعی یکی از زیر مجموعه‌های نفت است که به صورت طبیعی تشکیل می‌شود و ترکیبی از انواع هیدرو کربنات به همراه مقدار کمی ترکیبات غیر آلی است. زمین‌شناسان و شیمیدانان توافق دارند که نفت از باقیمانده گیاهان و جانورانی تشکیل می‌شود که در کف اقیانوس‌ها و دریاها به همراه رسوبات لایه‌ای جمع شده‌اند.
فرایندهایی که موجب می شوند مواد آلی اصلی به نفت تبدیل شوند مشخص شده اند. عوامل موثر، به نظر می‌رسند که با وجود رفتار باکتری‌ها، فشار برشی ناشی از فشردگی لایه‌ها، گرما و تقطیر در اعماق هیدروژن اضافی از منابع عمیق حضور کاتالیزور و زمان می‌باشد (آلسیون و پالمر1980)
جدول١-ترکیب یک گاز طبیعی نمونه را نشان می‌دهد و این نشان دهنده این موضوع است که متان جزء اصلی مخلوط گاز است.ترکیبات غیرآلی نیتروژن، دی اکسید کربن و سولفید هیدروژن مطلوب نیستند. به دلیل اینکه آنها قابل احتراق نبوده و موجب خوردگی و مشکلات دیگری در تولید و فرایند گاز می‌شوند.
معمولا ارزش گرمایی گاز طبیعی، بسته به ترکیب گاز، مخصوصا ترکیبات غیر آلی داشته بین700- 1600 تغییر می‌کند.
جمع شدن گاز طبیعی در قله‌های زمین شناسی را می‌توان به سه دسته؛ مخزن، میدان، و حوضه دسته‌بندی کرد. مخزن، یک ساختمان زیر زمینی متخلخل و نفوذ پذیر است که شامل حجم مشخصی از هیدروکربنها که توسط سنگ های نفوذناپذیر و یا آب محصور شده اند و دارای یک فشار طبیعی مشخص باشند.یک میدان، محدوده‌ای است که شامل یک مخزن و یا بیشتر هستند که همگی با مشخصه ساختمانی یکسانی با یکدیگر ارتباط دارند. یک حوضه شامل یک و یا چندین مخزن می‌باشد با شرایط ساختمانی جدا از هم می‌شود. در یک میدان، چاهها را می‌توان به چاه گاز، چاه مایعات و چاه نفتی دسته‌بندی کرد.چاه‌های گازی، چاه‌هایی هستند که در آنها نسبت گاز به نفت تولیدی GOR”” کمتراز Scf/Stb100000 و بزرگتر از Scf/Stb5000 باشد و چاه‌هایی که نسبت گاز به نفت تولیدی در آنها کمتر از 5000 است، راه چاه نفتی می‌نامند.گاز طبیعی نفت خام، بصورت گاز بوده و همواره همراه نفت می باشد. در این شرایط نفت خام بصورت مایع بوده و گاز طبیعی به سه صورت وجود دارد که شامل؛گاز غیر وابسته، گاز وابسته و گاز میعانی .گاز غیر وابسته در مخازنی با حداقل نفت موجود است و گاز وابسته در شرایط طبیعی در مخزن نفت محلول است.گاز میعانی دارای هیدروکربن زیاد، در فشار و دمای پائین می باشد.

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فهرست مطالب

چکیده……………………………………………………………….. 1
مقدمه ………………………………………………………………..2
1-1. گاز طبیعی چیست؟………………………………………….. 2
٢-١.کاربرد گاز طبیعی……………………………………………….. 3
مساله ١-……………………………………………………………١. 4
٣- ١. صنعت گاز طبیعی…………………………………………….. 5
۴- ١. ذخیره گاز طبیعی………………………………………………. 6
۵-١. انواع منابع گاز طبیعی…………………………………………… 7
۶-١. آینده صنعت گاز طبیعی…………………………………………. 8
مراجع…………………………………………………………………: 11
7-١. مسائل…………………………………………………………… 11

فصل 2

خصوصیات فیزیکی گاز طبیعی شامل؛ وزن مخصوص، فشار و دمای بحرانی، لزجت، ضریب تراکم پذیری، دانسیته گاز و تراکم پذیری گاز نام می باشند. علم به این خصوصیت برای طراحی و آنالیز تولیدات گاز طبیعی و سیستم‌های پردازنده ضروری است. به دلیل این که گاز طبیعی یک مخلوط پیچیده از هیدروکربن‌ها با مقدار کمی از مواد معدنی است، بدست آوردن ترکیب گاز از طریق اندازه‌گیری اهمیت ویژه ای دارد. زمانی که ترکیب گاز شناخته شد، می‌توان خصوصیات گاز را از طریق روابط استخراج شده که دقت خوبی دارد، حدس زد. این بخش به بررسی خصوصیت گاز با استفاده از روابط بدست آمده از آزمایش‌های متفاوت می‌پردازد. حل مسائل، توسط برنامه‌های کامپیوتری صورت گرفته است.

2-2. وزن مخصوص
وزن مخصوص گاز را نسبت وزن ظاهری مولکولی گاز طبیعی به هوا
(که ترکیب چند گاز است)، تعریف می‌شود. وزن مولکولی هوا معمولاً 28.97 در نظر گرفته می‌شود (تقریباً 79% نیتروژن و % 21 اکسیژن). بنابراین وزن مخصوص گاز برابر است با:
در واقع وزن ظاهری مولکولی گاز را می‌توان به عنوان مبنای طبقه‌بندی گاز بشمار آورد. معمولاً ترکیبات گاز را در آزمایشگاه تخمین می‌زنند و به صورت کسر مولی ترکیبات گاز ارائه می‌شود. اگر را به عنوان جزء مولی تعریف کنیم، وزن ظاهری مولکولی گاز را می‌توان به صورت رابطهء زیر نشان داد:
در رابطهء بالا وزن مولکولی جزء و NC، تعداد اجزاء است. وزن مولکولی اجزاء را می‌توان در کتاب درسی شیمی آلی یا سیالات نفت خام مانند مک کین (1973) پیدا کرد. یک مخزن گاز سبک، مخزنی است که عمدتاً شامل متان و اتان باشد. متان خالص وزن مخصوصی برابر با دارد. یک مخزن گاز سنگین یا غنی مخزنی است که وزن مخصوصی برابر 0.75 یا در مواردی بالاتر از .90 داشته باشد.

خصوصیات گاز طبیعی……………………………………………………… 12
1-2. مقدمه…………………………………………………………………. 12
2-2. وزن مخصوص…………………………………………………………. 12
3-2. خصوصیات شبه بحرانی……………………………………………….. 13
4-2. لزجت…………………………………………………………………… 16
5-2. ضریب تراکم پذیری…………………………………………………….. 19
2-6. دانستیه گاز……………………………………………………………… 24
7-2 . ضریب آرایش حجم و ضریب انبساط……………………………………. 25
8-2. تراکم پذیری گاز طبیعی………………………………………………… 25
9-2. فشار شبه بحرانی گاز واقعی…………………………………………. 26
.1-2 فشار طبیعی گاز واقعی………………………………………………… 29
11-2 . مسائل…………………………………………………………………… 30

فصل3

مقدمه
قابلیت ارائه مخزن گاز با استفاده از رابطه عملکردی و جریان داخلی چاه بر آورده می‌شود، IPR چاه گازی سرعت تولید گاز را بصورت یک تابع غیر خطی از فشار حاصله تضمین می‌کند (فشار مخزن منهای فشار در کف حفره) IPR چاه گاز نیز وابسته به شرایط جریان می‌باشد یعنی موقتاً حالت ثابت یا جریان ثابت و بطور کاذب که با شرایط مرزی مخزن تضمین می‌شود. این فصل روش هایی ارائه می‌کند که بتوان از آنها برای تعیین IPR چاه گازی تحت شرایط جریان مختلف استفاده کرد، هر دو روش تحلیلی و تجربی مورد بحث قرار می‌گیرد. مسائل نمونه به تصویر کشیده شده و با استفاده از برنامه کامپیوتر تهیه شده و حل شده در این کتاب وجود دارد.

که در آن q سرعت تولید گاز می‌باشد و k قابلیت نفوذ موثر نسبت به گاز می‌باشد و h ضخامت منطقه ورودی بر حسب فوت است، mp فشار کاذب گاز واقعی بر حسب Psi2/cp (مربع فشار در فشار مخزن و بر حسب پاسکال) و m(pwf) فشار کاذب گاز واقعی بر حسب Psi2/cp (مربع فشار در جریان فشار کف حفره می‌باشد). T دمای مخزن در R می‌باشد، wγ شعاع سطح زهکشی بر حسب فوت و wγ شعاع پمپ بر حسب فوت است.
S نیز عامل پوست است و d ضریب غیر دارسی می‌باشد. عامل پوست و ضریب غیر دارسی را می‌توان بر اساس آنالیز موقت فشار برآورد کرد. همانطور که ارزیابی فشار کاذب گاز واقعی بدون داشتن برنامه کامپیوتری واقعاً مشکل است در نتیجه برآورد معادله هایی که معمولاً در صنعت گاز طبیعی بکار می‌رود، در فشار کمتر از 2000 پاسکال می‌باشد.(معادله 3-2)

قابلیت ارائه مخزن گاز…………………………………………………………. 32
1-3.مقدمه……………………………………………………………………….. 32
2-3.روش های تحلیلی…………………………………………………………. 32
3-3. روش های تجربی…………………………………………………………. 35
4-3. استخراج منحنی رابطه عملکرد در جریان داخلی………………………. 40
5-3.مسائل………………………………………………………………………… 45

فصل4.

امکان تولید گاز در میان لوله‌ها یا پوششی که برای آن در نظر گرفته شده وجود دارد در هر دو مورد گازی تولید شده بصورت جریان یک فازی است. گازهایی که میان لوله‌ها تولید شده‌اند برای اینکه عملکرد بهتری داشته باشند باید از مایع شدن آنها جلوگیری شود. نسبت اجزای این لوله‌ها در این فصل مورد بررسی قرار می‌گیرد. مدل‌های ریاضی مختلفی برای این جریان‌ها و آنالیز و تولید آنها بر اساس قطر هیدرولیکی وجود دارد. در این فصل کاربرد سیستم‌های TPR و آنالیز و تولید آنها را بررسی می‌کنیم. جریان بصورت های یک فازی و یا چند فاز برقرار است. همچنین انتقال جریان و ایستادگی جریان را آنالیز می‌کنیم. بطور مثال جداسازی با کامپیوتر در این بخش بررسی می شود.

2-4. چاه گاز‌های تک فاز
اجزای لوله‌ها، اختلاف سایز آنها را مشخص می‌کند، در این لوله‌ها سیال‌های مختلف با فشار‌های بالا یا پایین جریان دارند. در آنالیز مهندسی می‌دانیم که در فشار پایین جریان گاز در لوله برقرار می باشد. در قانون اول ترمودینامیک، گاز در لوله‌ها جریان دارد. توجه داشته باشید که همیشه تغییر انرژی در لوله‌ها باعث تغییر قطر لوله‌ها می‌شود.

کاربرد حفره چاه نفت…………………………………………………………….. 47
1-4. مقدمه………………………………………………………………………….. 47
2-4. چاه گاز‌های تک فاز…………………………………………………………… 47
1-2-4. دمای متوسط و ضریب تراکم………………………………………………. 48
2-2-4. خلاصه و جمع آوری روش ها……………………………………………….. 50
3-4. جریان مه آلود چاه ها…………………………………………………………… 51
4-4. مسائل………………………………………………………………………….. 53

فصل ۵

مقدمه
نرخ برداشت گاز از چاههای خصوصی برای جلوگیری از پدیده مخروطی شدن آب و برداشت ماسه محدودیتهای ایجاد شده در نرخ یا فشار ایجاد شده تجهیزات تولید و برداشت و جبران محدودیتها تولیدی ایجاد شده کنترل می‌گردد.اختناق وسیله‌ای است که در ابتدا و یا انتها چاه برای محدودیت بر جریان سیال و کنترل و نرخ گاز تولیدی نصف می‌شود به طور سنتی انواع اختناق نوع نازلی و نوع اوریفیسی با قطر ثابت دسته‌بندی می‌شوند.اختناقهای نوین با قطر قابل تنظیم نیز موجود هستند.این فصل کارایی اختناق در شرایط مختلف جریان بصورت گاز خالص، گاز مخلوط گاز و مایع بررسی خواهد شد.

٢-۵.جریان صوتی و مادون صوتی
معمولا افت فشار در طول اختناق مقدار زیادی است هیچ معادله کلی برای پیش بینی افت فشار در اختناق برای همه سیالها وجود ندارد.مدلهای مختلف جریان اختناق در مقالات موجود هستند و باید آنها را از نسبت گاز در مایع و رژیم جریان یعنی صوتی و زیر صوتی بودن انتخاب کرد.
امواج صوتی و فشاری امواج مکانیکی هستند.هنگامی که سرعت جریان سیال در اختناق به سرعت صوت در آن سیال در شرایط ساکن می رسد جریان را صوتی می‌نامیم.در شرایط جریان، صوتی موج فشاری در پایین دست اختناق به بالا دست آن نمی‌تواند منتقل شود زیرا سیال در جهت مخالف و با سرعت یکسان در حال حرکت است.
پدیده اختناق………………………………………………………………………… 61
1-5. مقدمه……………………………………………………………………………. 61
٢-۵.جریان صوتی و مادون صوتی…………………………………………………….. 61
٣-۵.جریان گاز خشک در اختناق………………………………………………………. 63
١-٣-۵.جریان مادون صوت ………………………………………………………………..63
٢-٣-۵. جریان صوتی……………………………………………………………………. 65
٣-٣-۵. دما در اختناق…………………………………………………………………..65
۴-٣-۵. کاربردها……………………………………………………………………….. 66
۴-۵ .جریان گاز مرطوب در فرایند اختناق……………………………………………… 72
۵-۵. مسائل………………………………………………………………………………. 74

فصل ۶

مقدمه
قابلیت استحصال چاه بوسیله ترکیب کارایی ورودی چاه (فصل٣را ببینید) و کارایی جریان ته جاهی (فصل۴را ببینید)مشخص می‌شود.همانگونه که پیش تر قابلیت استحصال مخزن را تعریف کردیم در ادامه مقاومت در برابر جریان تولید را ارائه می‌دهیم.این فصل بر روی پیش بینی نرخ گاز تولیدی قابل دسترس از مخزن گازی را با مشخصات تولید معین متمرکز شده است.تکنیک تحلیل، تحلیل گره‌ای نامیده می‌شود(اختراع ثبت شده schlumbuner) مثال‌های محاسباتی به همراه فایل‌های رایانه‌ای تشریح می‌شود که به همراه کتاب ارائه شده است.

٢-۶.تحلیل گره‌ای
خواص سیال مانند ضریب گازی “Z”، لزجت گاز، فشار و دما مستقل از مکان تغییر می‌کند.برای شبیه سازی جریان سیال در سیستم ضروری است تا سیستم را به اجزاء مجزا که عناصر سیستم را جدا می‌کنند تجزیه کنیم. (بخشهای تجهیزات) خواص سیال در هر جزء به صورت مکانی مشخص می‌شود.تحلیل سیستم برای تعیین نرخ تولید سیال . فشا ر در یک گره مشخص در مهندسی نفت تحلیل گره‌ای نامیده می‌شود.تحلیل گره‌ای بر روی اصلی پیوستگی فشار انجام می‌شود.که عبارت است از: اینکه تنها یک فشار واحد از کارایی تجهیزات بالا دستی یا پایین دستی محاسبه می‌شود. نمودار کارایی (رابطه نرخ فشار) تجهیزات بالا دستی، منحنی کارایی ورودی نامیده می‌شود.
منحنی کارایی تجهیزات پایین دستی، منحنی کارایی خروجی نامیده می‌شود. برخورد دو منحنی کارایی، نرخ کاری را تعیین می‌کند که عبارت است از: فشار و نرخ جریان کاری درگره مشخص، برای سهولت استفاده از سر چاه و یا ته چاه به عنوان گره پاسخ منجر می‌شود.

دیاگرام جریان یک نوع خشک کننده جامد دهیدراته صنعتی

دیاگرام جریان یک نوع خشک کننده جامد دهیدراته صنعتی

قابلیت استحصال چاه……………………………………………………………. 76
١-۶. مقدمه………………………………………………………………………. 76
٢-۶.تحلیل گره‌ای…………………………………………………………………. 76
١-٢-۶. تحلیل با گره ته چاهی……………………………………………………. 77
٢-٢-۶. تحلیل با گره سر چاهی………………………………………………… 81
مسائل. ………………………………………………………………………………85

فصل هفتم

گاز طبیعی از چاه‌های گاز تولید می‌شود که ترکیبی از صدها جزء می باشد.در چاه گاز، سیال باسرعت زیاد توربو رانی طور ثابت افزایش حجم پیدا می‌کند و مایعات هیدروکربن با بخارآب مخلوط می‌شود که توسط با آب خالص و بعضی اوقات با ذرات جامد، سیال چاه بعد از اینکه به سطح آمد- بایستی سریعاً پالایش شوند. عملیات پالایش 4 عمل صورت می‌گیرد.
1) جداسازی گاز از مایعات مانند روغن خام و هیدروکربنهای تقطیر شده و آب و ذرات معلق
2) پالایش آن به منظور جدا کردن بخارات قابل تقطیر و هیدروکربنهای قابل بازیافت.
3) پالایش کلاً به منظور بخارات قابل تقطیر آب و 4) پالایش گاز به منظور زدودن اجزاء نامطلوب دیگر است میزان ترکیبات هیدروژن و دی اکسیدکربن، اصول جداسازی و انتخاب جداکننده‌ها را تعیین می کند.

2-7. جداسازی گاز و مایعات
جداسازی سیال درون چاه از مایعات آزاد، اولین و بحرانی ترین سطح پالایش است.اختلاط مایعات مخلوط، مشخص می‌کند که چه نوع و اندازه‌ای از جداسازها مورد نیاز است فشار فاکتور دیگری است که در انتخاب جداساز موثر است. جداسازها در قسمتهای دیگری مانند بالادست و پایین دست کمپرسورهای خشک کننده‌ها و شیرین کردن گازها استفاده می شوند. در این قسمت جداسازها جهت تصفیه گاز کوره بلند و جداسازی مایعات استفاده می شوند- در جداسازی مایعات از سیال گاز و اجرای مراحل زیر جداسازی ها بایستی طراحی شوند.

جداسازی…………………………………………………………………………… 88
1-7.مقدمه………………………………………………………………………… 88
2-7. جداسازی گاز و مایعات………………………………………………………… 88
1-2-7. اصول جدا کننده ها …………………………………………………………89
2-2-7. انواع جداسازها…………………………………………………………….. 91
الف- جداسازعمودی…………………………………………………………………. 91
ب- جداسازهای افقی………………………………………………………………. 92
پ- جداساز کروی……………………………………………………………………. 93
3-2-7. فاکتورهای موثر جداسازی…………………………………………………. 94
4-2-7. طراحی جداساز …………………………………………………………….96
الف- حجم گاز …………………………………………………………………………96
ب- ظرفیت مایع…………………………………………………………………….. 98
3-7. مراحل جداسازی………………………………………………………….. 105
4-7. محاسبات لحظه‌ای……………………………………………………………. 106
مسئله نمونه……………………………………………………………………….. 110
5-7. جداسازی در دمای پایین………………………………………………………. 112
6-7. مسائل…………………………………………………………………………… 114

فصل 8:

. مقدمه:
گاز طبیعی که توسط خط لوله منتقل می‌شود می‌باید خصوصیات معینی داشته باشد، این خصوصیات شامل؛ فشار برگشت، سرعت، دمای ممکن هستند سایر ویژگیها شامل، حداکثر مقدار آب (نقطه شبنم آب)، حداکثر مقدار هیدروکربن قابل انقباض یا تراکم (نقطه شبنم هیدروکربنی)، غلظت‌های مجاز، آلاینده‌ها مانند و مرکاپتان، حداقل ارزش گرمایی و پاکیزگی (مقدار مجاز ذرات جامد) می‌باشد، این فصل بر اصول فرآوری صحرایی جهت حذف آب، و انتخاب تجهیزات لازم تمرکز یافته است.

2-8. آب‌گیری از گاز طبیعی
اصطلاح آب‌گیری به معنای حذب بخار آب می‌باشد. تمامی جریانات گاز طبیعی در ناحیۀ پائینی جدا کننده‌ها هنوز تا حدی حاوی بخار آب هستند. بخار آب احتمالاً رایجترین ناخالصی غیر مفید است که در گاز طبیعی پالایش نشده پیدا می‌شود. دلیل اصلی برای حذف بخار آب از گاز طبیعی این است که بخار آب در دماهای پایین و یا فشارهای بالا تبدیل به مایع می‌شود.

آب گیری……………………………………………………………………………….. 116
1-8. مقدمه:……………………………………………………………………………. 116
2-8. آب‌گیری از گاز طبیعی……………………………………………………………. 116
1-2-8. مقدار (ظرفیت) آب جریانات گاز طبیعی……………………………………… 117
2-2-8. سیستم‌های آب‌گیری با دهیدراسیون……………………………………….120
الف. آب‌گیری (دهیدراته کردن) به وسیله سرد کردن (فرآیندهای برودتی)………. 120
ب. آب‌گیری با استفاده از جذب سطحی……………………………………………. 121
پ. آب‌گیری با استفاده از جاذب…………………………………………………………. 125
3-2-8. طرح آب گیرنده‌ی گلیکولی……………………………………………………… 132
1-3-2-8. فرچه‌ی ورودی………………………………………………………………… 133
2-3-2-8. کنتاکتور گازی گلیکولی………………………………………………………… 133
پ- تغلیظ کننده‌ی مجدد گلیکول………………………………………………………… 143
ت. ریبویلر (reboiler) ا………………………………………………………………………143
ث. پمپ جا به جا کننده‌ی گلیکول…………………………………………………………… 144
ج. جدا کننده‌ی فلش گلیکول ………………………………………………………………144
چ. دستگاه تقطیر باریک شکل……………………………………………………………… 145
3-8. حذف گازهای اسیدی………………………………………………………………… 146
1-3-8. شیرین سازی اسفنج‌های فلزی…………………………………………………. 147
2-3-8. شیرین سازی آلکانولامین……………………………………………………… 147
3-3-8. فرآیند گلیکول / آمین ………………………………………………………………148
4-3-8. فرآیند سولفینول…………………………………………………………………… 149
4-8. مسائل………………………………………………………………………………… 149

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل نهم:

متراکم کردن و سرد کردن………………………………………………………………. 151
1-9. مقدمه …………………………………………………………………………………151
2-9. انواع کمپرسورها……………………………………………………………………. 152
3-9. انتخاب کمپرسورهای رفت و برگشتی…………………………………………… 156
1-3-9. بازده حجمی……………………………………………………………………… 158
2-3-9. تراکم مرحلهای………………………………………………………………….. 159
3-3-9. توان اسب بخار هم آیزنتروسپک………………………………………………… 160
4-9. انتخاب کمپرسورهای گریز از مرکز …………………………………………………..169
5-9. انتخاب دمنده‌های چرخشی………………………………………………………… 173



  مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان