Zamena fluida azotom

Metoda

Fluid u bušotini se zamenjuje do dubine pumpanja; azot koji ispunjava stub i cev na bubnju sabira se kao gas, tečnost i masa.

1. Pritisak na dubini drži ravnotežu hidrostatičkom stubu fluida u bušotini: P = ρ·g·h. Pritisak na ušću je ta vrednost minus težina stuba azota, iz srednje gustine azota. Stub se uzima pri srednjoj vrednosti oba pritiska i obe temperature.
2. Zapreminski faktor azota: B = 2,8416·P / (Z·(273 + T)) u sm³/m³, sa P u kPa i T u °C. Konstanta odgovara standardnim uslovima od oko 15 °C i 101,3 kPa.
3. Zapremina ispunjena gasom: zapremina kanala proizvodnog tubinga minus čelik coiled tubing-a, puta dubina. To su prstenasti prostor i kanal coiled tubing-a, svaki brojan jednom.
4. Azot za bušotinu je ta zapremina puta faktor pri srednjim uslovima. Azot za cev na bubnju je zapremina njenog kanala puta faktor pri uslovima na ušću.
5. Tečni azot: 1 m³ tečnosti daje 696,5 sm³ gasa i teži 808 kg.

Pretpostavke

• Fluid se u vertikalnoj bušotini potpuno zamenjuje do dubine pumpanja.
• Faktor kompresibilnosti je konstantan duž stuba; temperatura je srednja vrednost oba kraja.
• Srednja gustina azota je ulaz, ne izvodi se iz pritiska; pritisak na ušću iz nje sledi.
• Nema dotoka fluida u bušotinu ni gubitka azota; gubici pri pumpanju i rezerva nisu uračunati.

Reprodukuje referentnu tabelu, uz jednu razliku: tabela kanal coiled tubing-a računa dvaput u zapremini ispunjenoj gasom, ovde se računa jednom, pa je azot za bušotinu manji nego u tabeli. Proveri osobine gasa prema tablici azota pre nego što se osloniš na rezultat.

Faktor kompresibilnosti azota

Z koriguje zakon idealnog gasa za azot pri visokom pritisku: iznad 1 gas zauzima više prostora od idealnog, pa sud ili bušotina u standardnim zapreminama sadrže manje azota nego sa Z = 1. Dijagram i tablica daju Z za azot po apsolutnom pritisku i temperaturi; alati za azot interpoliraju u tablici.

Faktor kompresibilnosti azota

Apsolutni pritisak	-20 °C -4 °F	0 °C 32 °F	20 °C 68 °F	40 °C 104 °F	60 °C 140 °F	80 °C 176 °F	100 °C 212 °F	120 °C 248 °F	140 °C 284 °F	160 °C 320 °F
1 bar · 15 psi	0,999	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000
25 bar · 363 psi	0,984	0,990	0,995	0,999	1,002	1,004	1,006	1,007	1,008	1,009
50 bar · 725 psi	0,971	0,985	0,994	1,001	1,006	1,010	1,013	1,016	1,017	1,019
100 bar · 1.450 psi	0,963	0,985	1,001	1,013	1,021	1,028	1,033	1,037	1,039	1,041
150 bar · 2.176 psi	0,976	1,002	1,021	1,034	1,045	1,052	1,058	1,062	1,065	1,067
200 bar · 2.901 psi	1,010	1,034	1,052	1,065	1,075	1,082	1,088	1,092	1,094	1,096
250 bar · 3.626 psi	1,058	1,078	1,092	1,104	1,112	1,118	1,122	1,125	1,127	1,128
300 bar · 4.351 psi	1,117	1,130	1,140	1,148	1,153	1,157	1,160	1,161	1,161	1,161
350 bar · 5.076 psi	1,182	1,188	1,193	1,196	1,199	1,200	1,200	1,199	1,198	1,196
400 bar · 5.802 psi	1,251	1,250	1,249	1,248	1,247	1,245	1,242	1,240	1,236	1,233
450 bar · 6.527 psi	1,322	1,314	1,307	1,302	1,297	1,291	1,286	1,281	1,276	1,271
500 bar · 7.252 psi	1,394	1,380	1,368	1,357	1,348	1,340	1,332	1,324	1,317	1,310

Izračunato iz gustine azota u NIST Chemistry WebBook (jednačina stanja Span i saradnika, 2000) kao Z = P·M/(ρ·R·T). Pritisci su apsolutni, manometarski plus 1,013 bar. Između tačaka alati interpoliraju linearno; van opsega 1–500 bar i −20 do 160 °C koriste vrednost na ivici.

Alati su pomoć za inženjere. Proveri ulazne podatke i rezultate: odgovornost za svaku odluku ostaje na korisniku.