पेट्रोलियम उत्पादन संक्रियाएँ: समापन, वर्कओवर, संस्तर क्षति व उद्दीपन, कृत्रिम उत्थापन, नोडल विश्लेषण, सतही प्रसंस्करण, प्रवाह आश्वासन व उपकरण
2. उत्पादन समस्याएँ, सेवा व वर्कओवर, वर्कओवर तरल, संस्तर क्षति व उद्दीपन
सामान्य कूप उत्पादन समस्याएँ हैं रेत-उत्पादन (अपरदन, भराव, ढहना), अत्यधिक जल या गैस (शंकुन, आवरण के पीछे वाहिकायन, शीघ्र भेदन), पैराफ़िन व ऐस्फ़ाल्टीन निक्षेप, शल्क (scale), संक्षारण, पायस तथा गैस कूपों का द्रव-भारण। कूप सेवा समापन निकाले बिना किया गया नियमित कार्य है — वायरलाइन व स्लिकलाइन, कुंडलित नलिका (coiled tubing) (दाब में उतारी जाने वाली नलिका की सतत रील, सफ़ाई, नाइट्रोजन उत्थापन, अम्ल स्थापन व लॉगिंग हेतु) और स्नबिंग (सक्रिय कूप में बलपूर्वक उतारा जोड़दार पाइप)। वर्कओवर भारी है: यह कूप को शांत (kill) कर आवरण की मरम्मत, जल पृथक्करण, नए क्षेत्र में पुनः-समापन, उत्थापन-विधि परिवर्तन या पार्श्व-वेधन हेतु समापन निकालता या संशोधित करता है।
वर्कओवर व समापन तरलों को उत्पादक संस्तर को न्यूनतम हानि करते हुए दाब नियंत्रित करना होता है, अतः वे ठोस-मुक्त स्वच्छ लवण-जल हैं जिनका घनत्व लवण से चुना जाता है: हल्के तरलों हेतु सोडियम व पोटैशियम क्लोराइड, भारी हेतु कैल्शियम क्लोराइड व कैल्शियम ब्रोमाइड, और सबसे भारी हेतु ज़िंक ब्रोमाइड मिश्रण। महीन ठोस हटाने हेतु वे छाने जाते हैं, और संस्तर-जल (शल्क से बचने) व मृत्तिकाओं (फूलने से बचने) के अनुकूल चुने जाते हैं। संस्तर क्षति कूपछिद्र-निकट पारगम्यता में कोई भी कमी है: सूक्ष्म-कण प्रवासन, मृत्तिका फूलना, पंक व सीमेंट से ठोस व निस्यंद अंतर्वेधन, पायस व जल अवरोध, आर्द्रणीयता परिवर्तन, शल्क व कार्बनिक निक्षेप, और छिद्रण के कुचले क्षेत्र। इसे स्किन गुणांक s से मापा जाता है, कूप पर अतिरिक्त विमाहीन दाब-पात: क्षतिग्रस्त कूप में s > 0, उद्दीपित में s < 0।
उद्दीपन क्षति हटाता या उसे लाँघता है। आधात्री (matrix) अम्लीकरण विभंजन-दाब से नीचे अम्ल अंतःक्षेपित करता है: कार्बोनेटों में हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (प्रायः 15% HCl) शैल घोलता है और क्षतिग्रस्त क्षेत्र से होकर चालक कृमि-छिद्र (wormholes) काटता है; बलुआ पत्थरों में क्षति (मृत्तिकाएँ, सूक्ष्म-कण) मड एसिड, HCl-HF मिश्रण, से घुलती है, जिससे पहले एक HCl पूर्व-प्रवाह कार्बोनेट हटाता है ताकि अविलेय कैल्शियम फ़्लोराइड अवक्षेपित न हो, और बाद में अति-प्रवाह। द्रवचालित विभंजन शैल को चीरने हेतु विभंजन-दाब से ऊपर तरल पंप करता है, फिर विभंग को खुला रखने हेतु उसमें प्रॉपेंट (रेत या सिरेमिक) ले जाता है, अर्ध-लंबाई x_f का चालक पथ बनाते हुए। इसकी प्रभावशीलता विमाहीन विभंग चालकता F_CD = k_f w/(k x_f) से मापी जाती है; कार्बोनेटों में अम्ल विभंजन विभंग-सतहों को प्रॉप करने के स्थान पर असमान रूप से उकेरता है।
3. कृत्रिम उत्थापन, उत्पादन तंत्र विश्लेषण व उत्पादन परीक्षण
कूप तब तक स्वाभाविक रूप से बहता है जब तक भंडार दाब तरल-स्तंभ को पृथक्कारी तक उठा सके; जब न उठा सके, कृत्रिम उत्थापन ऊर्जा जोड़ता है। सकर-रॉड (बीम) पंपन: सतही पंपन इकाई रॉड-स्ट्रिंग को प्रत्यागामी चलाती है जो भूमिगत प्लंजर पंप चलाती है; सैद्धांतिक विस्थापन PD = 0.1166 S_p N D² bbl/d है, प्लंजर स्ट्रोक S_p इंच में, N स्ट्रोक प्रति मिनट व प्लंजर व्यास D इंच में। गैस उत्थापन पार्श्व-जेब मैंड्रेलों में वाल्वों से गैस अंतःक्षेपित कर नलिका में तरल-प्रवणता हल्की करता है (सतत) या खंडों को सतह तक धकेलता है (आंतरायिक)। विद्युत निमज्जनीय पंप (ESP) भूमिगत मोटर से चालित बहु-चरणीय अपकेंद्री पंप है, उच्च दरों हेतु। प्रगामी-गुहा पंप (PCP) श्यान व रेतीले तेल हेतु उपयुक्त है। द्रवचालित (पिस्टन या जेट) पंप शक्ति-तरल प्रयोग करते हैं; प्लंजर उत्थापन गैस कूपों से द्रव हटाता है।
उत्पादन तंत्र विश्लेषण तरल को भंडार से पृथक्कारी तक अनुसरित करता है और प्रत्येक घटक को दाब-हानि मानता है। अंतर्वाह निष्पादन संबंध (IPR) दर को तल-छिद्र प्रवाही दाब से जोड़ता है: बुलबुला-बिंदु के ऊपर यह सीधी रेखा q = J(p̄ − p_wf) है; बुलबुला-बिंदु के नीचे विलयन-गैस-चालन कूप हेतु वोगेल संबंध q/q_max = 1 − 0.2(p_wf/p̄) − 0.8(p_wf/p̄)² गैस-मुक्ति से बने वक्र का वर्णन करता है। नलिका निष्पादन संबंध (TPR, या ऊर्ध्वाधर उत्थापन निष्पादन) हर दर को द्रवस्थैतिक शीर्ष, घर्षण व त्वरण के विरुद्ध कूप-शीर्ष तक उठाने हेतु आवश्यक p_wf देता है। नोडल विश्लेषण एक नोड चुनता है — प्रायः नलिका का तल — और ऊर्ध्वप्रवाह से उपलब्ध दाब (IPR) को अनुप्रवाह में आवश्यक दाब (TPR) के विरुद्ध आलेखित करता है; उनका प्रतिच्छेद संचालन बिंदु है, और नलिका-आकार, चोक, पृथक्कारी दाब, उत्थापन या उद्दीपन में परिवर्तन इस आधार पर आँके जाते हैं कि वे उसे कैसे खिसकाते हैं। उत्पादन परीक्षण कूप को परीक्षण पृथक्कारी से गुज़ार कर उसकी तेल, गैस व जल दरें, गैस-तेल अनुपात व जल-अंश मापता है, जो आवंटन व IPR को सूचना देते हैं।
| विधि | सिद्धांत | उपयुक्त |
|---|---|---|
| सकर-रॉड पंप | रॉड द्वारा चालित धनात्मक-विस्थापन प्लंजर | निम्न से मध्यम दर, स्थलीय, मध्यम गहराई |
| गैस उत्थापन | अंतःक्षेपित गैस प्रवाही प्रवणता घटाती है | विचलित व अपतटीय कूप, रेत, गैस उपलब्ध |
| ESP | भूमिगत मोटर सहित बहु-चरणीय अपकेंद्री पंप | उच्च द्रव दरें, उच्च जल-अंश; गैस व रेत के प्रति संवेदी |
| PCP | प्रत्यास्थलक स्टेटर में घूमता सर्पिल रोटर | श्यान तेल व रेतीला तरल, उथले कूप |
| जेट पंप | नोज़ल व कंठ से शक्ति-तरल | भूमिगत कोई गतिशील भाग नहीं; ठोसों के प्रति सहनशील |
| प्लंजर उत्थापन | कूप की अपनी गैस से चालित मुक्त प्लंजर | गैस कूपों में द्रव-भारण |
4. क्षेत्रीय प्रसंस्करण, भंडारण व परिवहन, तथा मीटरन
कूप-धाराएँ सतह पर पृथक की जाती हैं। द्वि-प्रावस्था पृथक्कारी गैस को द्रव से अलग करते हैं; त्रि-प्रावस्था पृथक्कारी तेल को मुक्त जल से भी अलग करते हैं। पृथक्करण गुरुत्व अवसादन से होता है, प्रवेश-विचलकों, धुंध-निष्कर्षकों और इतने धारण समय की सहायता से कि द्रव गैस-मुक्त हो सके और जल-बूँदें नीचे गिर सकें — धारण समय बस पात्र में द्रव-आयतन बटा द्रव प्रवाह दर है। क्रमशः घटते दाबों पर चरणबद्ध पृथक्करण एकल फ़्लैश से अधिक टंकी-द्रव पुनर्प्राप्त करता है। पायस हीटर-ट्रीटरों व स्थिरवैद्युत उपचारकों में ताप, रसायनों (विपायसीकारक), स्थिरवैद्युत क्षेत्रों व समय से तोड़े जाते हैं। गैस हाइड्रेट व संक्षारण रोकने हेतु ग्लाइकॉल (ट्राइएथिलीन ग्लाइकॉल) अवशोषण या ठोस शुष्ककों से निर्जलित की जाती है, H₂S व CO₂ हटाने हेतु ऐमीन अवशोषण से मधुरित (sweetened) की जाती है, और अपने ओसांक हेतु अनुकूलित।
कच्चा तेल वायुमंडलीय भंडारण टंकियों में रखा जाता है: कम-वाष्पशील द्रवों हेतु स्थिर-छत टंकियाँ, और वाष्पशील कच्चे तेल हेतु प्लवी-छत टंकियाँ, जिनकी छत द्रव-सतह पर तैरती है और वाष्प-स्थान समाप्त करती है — वाष्पन-हानि व ज्वलनशील वाष्प-स्थान के अग्नि-जोखिम को घटाते हुए। तेल व गैस पाइपलाइन (स्थल पर प्रति बैरल सबसे सस्ती, पंपन या संपीडक स्टेशनों सहित), समुद्र में टैंकर, और अल्प मात्राओं हेतु सड़क या रेल से चलते हैं। मीटरन बिक्री व आवंटन का आधार है: गैस छिद्र-मीटरों (प्लेट के आर-पार दाब-अंतर, प्रवाह ∝ √Δp), टर्बाइन, पराश्रव्य व कोरिओलिस मीटरों से; तेल धनात्मक-विस्थापन, टर्बाइन व कोरिओलिस (प्रत्यक्ष द्रव्यमान-प्रवाह) मीटरों से, और अभिरक्षा-हस्तांतरण पर LACT इकाई (पट्टा स्वचालित अभिरक्षा हस्तांतरण) से जो पाइपलाइन में प्रवेश करते तेल का मीटरन, प्रतिचयन व गुणता-जाँच करती है, मीटर प्रूवर के विरुद्ध अंशांकित।
5. नलिका व प्रवाह-रेखाओं में बहु-प्रावस्था प्रवाह, तथा प्रवाह आश्वासन
जब गैस व द्रव साथ बहते हैं तो दाब-प्रवणता के तीन भाग होते हैं — उन्नयन (द्रवस्थैतिक, ऊर्ध्वाधर कूपों में प्रायः प्रमुख), घर्षण व त्वरण — और यह प्रवाह प्रतिरूप पर निर्भर है। ऊर्ध्वाधर ऊपरी प्रवाह में, गैस-दर बढ़ने पर प्रतिरूप क्रमशः बुलबुला (परिक्षिप्त छोटे बुलबुले), खंड (slug) (द्रव-खंडों से पृथक बड़े टेलर बुलबुले), मंथन (churn) (अव्यवस्थित), वलयी (दीवार पर द्रव-फ़िल्म सहित गैस-कोर) और धुंध (गैस में बूँदें) होते हैं। चूँकि गैस द्रव से आगे फिसलती है, स्व-स्थानिक द्रव अंश, धारण (holdup) H_L, बिना-फिसलन अंश से अधिक होता है, और यही धारण द्रवस्थैतिक पद का मिश्रण-घनत्व तय करता है। आनुभविक व क्रियाविधिक सहसंबंध धारण व घर्षण का अनुमान करते हैं — ऊर्ध्वाधर कूपों हेतु हैगडॉर्न-ब्राउन और झुकी व क्षैतिज रेखाओं हेतु बेग्स-ब्रिल प्रतिष्ठित नाम हैं — और क्षैतिज प्रवाह-रेखाएँ स्तरित व तरंगित प्रतिरूप तथा राइज़र-आधारों पर गंभीर खंडन (severe slugging) जोड़ती हैं।
| समस्या | कारण | उपचार |
|---|---|---|
| मोम (पैराफ़िन) | मोम-प्रकटन ताप से नीचे शीतलन | ऊष्मारोधन व तापन, पिगिंग, मोम निरोधक व बहाव-बिंदु अवनमक, गर्म तेल प्रवाह |
| ऐस्फ़ाल्टीन | बुलबुला-बिंदु की ओर दाब-पात, मिश्रण, CO₂ या अम्ल संपर्क | परिक्षेपक व निरोधक, विलायक (ऐरोमैटिक) धुलाई, दाब प्रबंधन |
| गैस हाइड्रेट | उच्च दाब व निम्न ताप पर जल व हल्की गैस | ऊष्मागतिक निरोधक (मेथनॉल, MEG), गतिज निरोधक व प्रति-संपिंडक, निर्जलीकरण, ऊष्मारोधन, दाब-मुक्ति |
| शल्क | असंगत जलों का मिश्रण; दाब व ताप परिवर्तन (CaCO₃, BaSO₄) | शल्क-निरोधक निचोड़, अंतःक्षेपण जल से सल्फ़ेट निष्कासन, अम्ल या यांत्रिक निष्कासन |
| संक्षारण | CO₂ (मधुर), H₂S (खट्टा), ऑक्सीजन, जीवाणु | संक्षारण निरोधक, प्रतिरोधी मिश्रधातुएँ, लेप, कैथोडिक संरक्षण, ऑक्सीजन अपमार्जन |
| खंडन व पायस | भू-भाग व राइज़र ज्यामिति; तेल व जल का अपरूपण | स्लग कैचर, राइज़रों में गैस उत्थापन, ऊपरी चोकन; विपायसीकारक व ताप |
6. दाब पात्र, भंडारण टंकियाँ, कोश-व-नली ऊष्मा विनिमित्र, पंप व संपीडक
पृथक्कारी, उपचारक व मार्जक दाब पात्र हैं। आंतरिक दाब p के अधीन व्यास D व दीवार-मोटाई t के पतली-दीवार बेलन हेतु परिधीय (hoop) प्रतिबल σ_h = pD/(2t) और अनुदैर्ध्य प्रतिबल pD/(4t) है — परिधीय अनुदैर्ध्य का दोगुना है, अतः दीवार परिधीय प्रतिबल हेतु आकारित होती है और बेलनाकार पात्र लंबाई में फटता है; गोला हर दिशा में pD/(4t) वहन करता है। संहिता अभिकल्प संक्षारण-छूट व जोड़-दक्षता जोड़ता है, और हर पात्र अपने अधिकतम स्वीकार्य कार्य-दाब पर या नीचे समायोजित दाब-मोचन वाल्व से सुरक्षित होता है। कोश-व-नली ऊष्मा विनिमित्र एक तरल नली-गुच्छ से और दूसरा कोश के भीतर उसके आर-पार, बैफ़लों द्वारा निर्देशित, प्रवाहित करते हैं; कार्य-भार Q = UA·ΔT_lm है, लघुगणकीय-माध्य ताप-अंतर ΔT_lm = (ΔT₁ − ΔT₂)/ln(ΔT₁/ΔT₂) सहित, जो समान अंत्य तापों के बीच सह-धारा की तुलना में प्रति-धारा हेतु अधिक है; दूषण प्रतिरोध जोड़कर समय के साथ U घटाता है।
पंप द्रव चलाते हैं। अपकेंद्री पंप प्ररित्र-गति से शीर्ष जोड़ते हैं, सुचारु प्रवाह देते हैं जो पंप वक्र पर शीर्ष बढ़ने के साथ घटता है, और अपने सर्वोत्तम-दक्षता बिंदु पर चुने जाते हैं; धनात्मक-विस्थापन पंप (प्रत्यागामी, गियर, पेंच) निकासी दाब चाहे जो हो लगभग स्थिर प्रवाह देते हैं और मोचन के बिना बंद वाल्व के विरुद्ध कभी नहीं चलाने चाहिए। हर पंप को चाहिए कि उपलब्ध शुद्ध धनात्मक चूषण शीर्ष (NPSH_A) पंप द्वारा आवश्यक NPSH से अधिक हो, वरना द्रव प्ररित्र-नेत्र पर फ़्लैश होता है और कोटरन (cavitation) उसे अपरदित करता है। संपीडक गैस चलाते हैं: उच्च अनुपात व मध्यम प्रवाह हेतु प्रत्यागामी संपीडक, मध्यम अनुपात पर बड़े प्रवाह हेतु अपकेंद्री संपीडक, और बीच में पेंच संपीडक। संपीडन गैस को गर्म करता है, अतः बड़ा कुल अनुपात अंतःशीतलन सहित चरणों में बाँटा जाता है, और न्यूनतम कुल कार्य हेतु चरण-अनुपात समान होते हैं: n चरणों में प्रत्येक का अनुपात r = (p_d/p_s)^(1/n)। अपकेंद्री संपीडकों को सर्ज से दूर रखना होता है, निष्पादन-मानचित्र के बाईं ओर अस्थिर निम्न-प्रवाह उत्क्रमण।
मुख्य बिंदु
- समापन कूप-शीर्ष, ट्री, नलिका, पैकर व SSSV है; अवसंतुलित छिद्रण करें; वर्कओवर तरल ठोस-मुक्त लवण-जल हैं; स्किन s > 0 क्षति का अर्थ है।
- कार्बोनेटों हेतु HCl, बलुआ पत्थरों हेतु HCl पूर्व-प्रवाह के बाद HCl-HF मड एसिड; विभंग F_CD = k_f w/(k x_f) से आँके जाते हैं।
- J = q/(p̄ − p_wf); वोगेल q/q_max = 1 − 0.2(p_wf/p̄) − 0.8(p_wf/p̄)²; संचालन बिंदु वहाँ है जहाँ IPR, TPR से मिलता है; रॉड-पंप विस्थापन 0.1166 S_p N D² bbl/d है।
- ऊर्ध्वाधर बहु-प्रावस्था प्रवाह बुलबुला, खंड, मंथन, वलयी, धुंध क्रम में है; धारण बिना-फिसलन अंश से अधिक है; हाइड्रेट से मेथनॉल या MEG, मोम से ताप व पिगिंग, शल्क से निरोधकों द्वारा लड़ा जाता है।
- परिधीय प्रतिबल pD/(2t); Q = UA·ΔT_lm; NPSH_A, NPSH_R से अधिक होना चाहिए; प्रति चरण समान संपीडन अनुपात, r = (p_d/p_s)^(1/n)।
अभ्यास प्रश्न (16)
उत्तर खोलने से पहले प्रत्येक प्रश्न हल करें। हर व्याख्या सही विकल्प के साथ लुभावना गलत विकल्प भी बताती है, क्योंकि अंक वहीं जाते हैं।
एक कूप 2500 psi औसत दाब के भंडार से 1500 psi प्रवाही तल-छिद्र दाब पर 800 STB/d उत्पादित करता है। इसका उत्पादकता सूचकांक ______ STB/d/psi है।
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उत्तर: 0.8
J = q/(p̄ − p_wf) = 800/(2500 − 1500) = 800/1000 = 0.8 STB/d/psi। सीधी-रेखा IPR पर निरपेक्ष खुला प्रवाह J × p̄ = 0.8 × 2500 = 2000 STB/d होता।अपने 2000 psi बुलबुला-बिंदु दाब पर स्थित भंडार में एक विलयन-गैस-चालन कूप 1200 psi प्रवाही तल-छिद्र दाब पर 600 STB/d उत्पादित करता है। वोगेल संबंध से अधिकतम (निरपेक्ष खुला प्रवाह) दर ______ STB/d है (निकटतम पूर्णांक तक)।
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उत्तर: 1014
p_wf/p̄ = 1200/2000 = 0.6। q/q_max = 1 − 0.2(0.6) − 0.8(0.36) = 1 − 0.12 − 0.288 = 0.592, अतः q_max = 600/0.592 = 1013.5, अर्थात् 1014 STB/d। उसी बिंदु से होकर सीधी-रेखा IPR 600 × 2000/800 = 1500 STB/d देती, कूप का अति-आकलन करते हुए।नलिका के तल पर नोड सहित नोडल विश्लेषण में कूप का संचालन बिंदु है
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उत्तर: A — अंतर्वाह निष्पादन वक्र व नलिका निष्पादन वक्र का प्रतिच्छेद
नोड पर, भंडार जो दाब दे सकता है (IPR) उस दाब के बराबर होना चाहिए जो नलिका को वह दर सतह तक उठाने हेतु चाहिए (TPR); केवल एक दर दोनों को संतुष्ट करती है, और वहीं वक्र काटते हैं। निरपेक्ष खुला प्रवाह शून्य तल-छिद्र दाब मानता है, जो कोई नलिका नहीं पा सकती।एक सकर-रॉड पंप का प्लंजर व्यास 2 in, प्रभावी प्लंजर स्ट्रोक 100 in है और यह 10 स्ट्रोक प्रति मिनट पर चलता है। PD = 0.1166 S_p N D² bbl/d से इसका सैद्धांतिक विस्थापन ______ bbl/d है (एक दशमलव स्थान तक)।
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उत्तर: 466.4
PD = 0.1166 × 100 × 10 × 2² = 0.1166 × 4000 = 466.4 bbl/d। मूल सिद्धांतों से जाँच: प्लंजर क्षेत्रफल π × 2²/4 = 3.1416 in²; × 100 in × 10 × 1440 min/d = 4.524 × 10⁶ in³/d; ÷ 9702 in³/bbl = 466.3 bbl/d।सतत गैस उत्थापन कूप का उत्पादन मुख्यतः किस प्रकार बढ़ाता है
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उत्तर: A — नलिका में तरल-स्तंभ का घनत्व, और इस प्रकार द्रवस्थैतिक प्रवणता, घटाकर
अंतःक्षेपित गैस नलिका में द्रव को वातित करती है, अतः उसे उठाने हेतु तल पर आवश्यक प्रवाही दाब घटता है; उसी IPR से कम p_wf अधिक दर देता है। गैस उत्थापन भंडार दाब या कूप-निकट पारगम्यता पर कुछ नहीं करता।क्षतिग्रस्त बलुआ पत्थर के आधात्री अम्लीकरण हेतु सामान्य उपचार है
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उत्तर: A — HCl पूर्व-प्रवाह, फिर HCl-HF मड एसिड, फिर अति-प्रवाह
बलुआ पत्थर की क्षति मृत्तिकाएँ व सूक्ष्म-कण हैं, जिन्हें HF घोलता है; पर कैल्शियम के साथ HF, CaF₂ अवक्षेपित करता है, अतः HCl पूर्व-प्रवाह पहले कार्बोनेट व कैल्शियम-युक्त जल हटाता है, और अति-प्रवाह व्ययित अम्ल को कूप से दूर धकेलता है। सादे HCl से कृमि-छिद्रण कार्बोनेट उपचार है, और विभंजन-दाब से ऊपर पंपन विभंजन है, आधात्री अम्लीकरण नहीं।एक प्रॉप्ड विभंग का प्रॉपेंट-पैक पारगम्यता 100 000 md, प्रॉप्ड चौड़ाई 0.01 ft व अर्ध-लंबाई 500 ft है, 1 md संस्तर में। इसकी विमाहीन विभंग चालकता F_CD = k_f w/(k x_f) ______ है।
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उत्तर: 2
F_CD = (100 000 × 0.01)/(1 × 500) = 1000/500 = 2। विभंग चालकता k_f w, 1000 md·ft है, और इसकी तुलना अर्ध-लंबाई पर उसे भरने की संस्तर-क्षमता, k x_f = 500 md·ft, से होती है।निम्न में से कौन-से गुण वर्कओवर या समापन तरल में वांछित हैं? (एक से अधिक विकल्प सही हो सकते हैं।)
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उत्तर: A — संस्तर दाब नियंत्रित करने हेतु पर्याप्त घनत्व; B — निलंबित ठोसों से मुक्ति; C — संस्तर-जल व मृत्तिकाओं से संगति
वर्कओवर तरल खुले उत्पादक संस्तर के सीधे संपर्क में है, अतः उसे स्वच्छ लवण-जल से दाब नियंत्रित करना चाहिए, कोई ठोस नहीं वहन करना चाहिए जो छिद्रणों या रंध्र-कंठों को अवरुद्ध करे, और शल्क या मृत्तिका-फूलना नहीं करना चाहिए। बेंटोनाइट केक ठीक वही ठोस-अवरोधन है जिससे स्वच्छ समापन तरल बचने हेतु है।एक त्रि-प्रावस्था पृथक्कारी में 50 bbl द्रव रहता है और यह 7200 bbl/d द्रव दर संभालता है। द्रव धारण समय ______ मिनट है।
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उत्तर: 10
7200 bbl/d अर्थात् 7200/1440 = 5 bbl/min, और धारण समय = आयतन/दर = 50/5 = 10 मिनट। समतुल्यतः दिन का 50/7200 = 0.006944 d × 1440 = 10 min।वाष्पशील कच्चा तेल अधिमानतः प्लवी-छत टंकियों में संचित किया जाता है क्योंकि वे
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उत्तर: A — द्रव के ऊपर का वाष्प-स्थान समाप्त करती हैं, वाष्पन-हानि व अग्नि-जोखिम घटाते हुए
छत द्रव पर टिकी रहती है और उसके साथ उठती-गिरती है, अतः टंकी भरने-खाली होने या गर्म-ठंडी होने पर वाष्प एकत्र होकर बाहर निकलने का लगभग कोई स्थान नहीं रहता। भंडारण टंकियाँ वायुमंडलीय हैं; वे दाब पात्र, तापक या पृथक्कारी नहीं हैं।नलिका में ऊर्ध्वाधर ऊपरी गैस-द्रव प्रवाह में, स्थिर द्रव दर पर गैस दर बढ़ने के साथ, प्रवाह प्रतिरूपों का सामान्य क्रम है
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उत्तर: A — बुलबुला, खंड, मंथन, वलयी
छोटे परिक्षिप्त बुलबुले मिलकर टेलर बुलबुले (खंड प्रवाह) बनते हैं, जो अव्यवस्थित मंथन प्रवाह में टूटते हैं, और उच्च गैस-वेग पर द्रव गैस-कोर के चारों ओर फ़िल्म के रूप में दीवार पर धकेला जाता है (वलयी), अंततः धुंध। स्तरित व तरंगित प्रतिरूप क्षैतिज पाइपों के हैं, जहाँ गुरुत्व प्रावस्थाओं को अलग करता है।निम्न में से कौन-से समुद्रतलीय प्रवाह-रेखा में गैस-हाइड्रेट निर्माण रोकने में सहायक हैं? (एक से अधिक विकल्प सही हो सकते हैं।)
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उत्तर: A — मेथनॉल या मोनोएथिलीन ग्लाइकॉल अंतःक्षेपित करना; B — हाइड्रेट ताप से ऊपर रहने हेतु रेखा को ऊष्मारोधित या गर्म करना; C — रेखा में प्रवेश से पहले गैस का निर्जलीकरण
हाइड्रेट को जल, हल्की गैस, उच्च दाब व निम्न ताप चाहिए। मेथनॉल या MEG साम्य वक्र खिसकाते हैं; ऊष्मारोधन या तापन रेखा को गर्म रखता है; निर्जलीकरण जल हटाता है। दिए ताप पर दाब बढ़ाना रेखा को हाइड्रेट-स्थिर क्षेत्र में और भीतर ले जाता है, अतः हाइड्रेट रोकता नहीं, बढ़ावा देता है।1.5 m आंतरिक व्यास व 15 mm दीवार-मोटाई का एक पतली-दीवार बेलनाकार पृथक्कारी 2 MPa आंतरिक दाब पर चलता है। दीवार में परिधीय प्रतिबल ______ MPa है।
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उत्तर: 100
σ_hoop = pD/(2t) = 2 × 1500/(2 × 15) = 3000/30 = 100 MPa (मिलीमीटर कट जाते हैं)। अनुदैर्ध्य प्रतिबल उसका आधा, pD/(4t) = 50 MPa, है, इसीलिए बेलन परिधीय प्रतिबल पर आकारित होता है।एक प्रति-धारा कोश-व-नली ऊष्मा विनिमित्र में कच्चा तेल 30 °C से 70 °C तक एक गर्म धारा द्वारा गर्म होता है जो 150 °C से 90 °C तक ठंडी होती है। लघुगणकीय-माध्य ताप-अंतर ______ °C है (एक दशमलव स्थान तक)।
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उत्तर: 69.5
प्रति-धारा: गर्म प्रवेश सिरे पर ΔT₁ = 150 − 70 = 80 °C, दूसरे पर ΔT₂ = 90 − 30 = 60 °C। ΔT_lm = (80 − 60)/ln(80/60) = 20/0.2877 = 69.5 °C। यह दोनों सिरा-अंतरों के बीच और उनके समांतर माध्य 70 °C से ठीक नीचे है, जैसा लघुगणकीय माध्य को होना चाहिए।गैस को पूर्ण अंतःशीतलन सहित दो चरणों में 100 psia से 900 psia तक संपीडित करना है। न्यूनतम कुल कार्य हेतु प्रत्येक चरण का संपीडन अनुपात ______ है।
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उत्तर: 3
कुल अनुपात 900/100 = 9 है, और समान चरण-अनुपात कार्य न्यूनतम करते हैं: r = 9^(1/2) = 3, अतः अंतर-चरण दाब 300 psia है। जाँच: 300/100 = 3 व 900/300 = 3।अपकेंद्री पंप में कोटरन से बचा जाता है यह सुनिश्चित करके कि
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उत्तर: A — उपलब्ध शुद्ध धनात्मक चूषण शीर्ष पंप द्वारा आवश्यक से अधिक हो
कोटरन तब आरंभ होता है जब प्ररित्र-नेत्र पर दाब द्रव के वाष्प-दाब तक गिरता है; NPSH_A > NPSH_R उसे ऊपर रखता है। चूषण दाब घटाना कोटरन बदतर करता है, और सर्वोत्तम-दक्षता बिंदु से दूर चलाना कोटरन रोकने के स्थान पर पुनर्परिसंचरण व कंपन करता है।