Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Коефіцієнт об’ємного стиснення нафти




Фізичні властивості пластових флюїдів

Фізичні властивості нафти − густина, коефіцієнт об’ємного стиснення, реологічні властивості та ін.

Густина нафти − один із головних показників її товарної якості. Густина нафти визначається її складом і при стандартних умовах (температурі 20 °С і атмосферному тиску) перебуває у межах 760−1000 кг/м3. Рідко зустрічаються нафти з густиною, що виходить за ці межі.

Густину нафти в лабораторних умовах вимірюють за допомогою нафтоденсиметрів і пікнометрів при стандартних умовах. Вимірювання густини пікнометрами є точнішим.

Через те, що нафта містить розчинені гази в пластових умовах, її густина менша, ніж на поверхні.

. (4.1)

b змінюється в межах (4¸70)×10-10 Па-1. Стисливість нафти в значній мірі залежить від температури, тиску і кількості розчиненого газу.

Реологічні властивості нафти характеризують залежність між деформаціями і напруженнями зсуву при її течії. Найуживанішими реологічними моделями, що описують течію нафт, є моделі

Ньютона ; (4.2)

Освальда ; (4.3)

Шведова − Бінгама , (4.4)

де t − напруження зсуву;

− градієнт швидкості зсуву;

t0, h − динамічне напруження зсуву і в’язкість рідини;

k, n − міра консистенції і показник нелінійності рідини.

Рідина Освальда з показником нелінійності n <1 називається псевдопластичною, а із n>1дилатантною.

Механічні моделі та графіки реологічних моделей Ньютона і Шведова- Бінгама показані на рис. 4.1, а графік реологічної моделі Оствальда − на рис. 4.2.

Нафти у реологічному відношенні в більшості випадків описуються рівнянням Ньютона. Наявність у складі нафти твердих парафінів, асфальти стих та інших речовин надає їм в’язкопластичних і в’яхзкопружних властивостей.

Залежно від складу реологічні властивості нафти змінюються в широких межах (наприклад, в’язкість від 0,001 Па·с до 0,15 Па·с і більше). На реологічні властивості нафти суттєво впливають тиск і особливо температура. З підвищенням температури реологічні властивості нафти зменшуються.

 
 

Реологічні властивості нафти вимірюють віскозиметрами ротаційного або капілярного типів. Реологічні властивості нафт у пластових умовах визначають на спеціальних віскозиметрах або установках, які моделюють пластові температури і тиски.

Теплофізичні властивості нафти: питома теплоємність с=1884¸2763 Дж/(кг·К); Коефіцієнт теплопровідності l=0,01¸1,16 Вт/(м·К); коефіцієнт температуропровідності а=(0,12¸0,55)× 10-4 м2/с; коефіцієнт теплового температурного розширення bт=(0,58¸1,27)×10-3 1/К. Із підвищенням температури коефіцієнт температурного розширення зростає. Для нафти з більшою густиною коефіцієнт bт менший.

Нафта є діелектриком, тобто не проводить електричний струм.

Фізичні властивості нафти можуть змінюватися як з глибиною покладу, так і по його площі.

Фізичні властивості природного газу залежать від його хімічного складу і умов залягання (температура, тиск).

Зв’язок між густиною газу і його молярною масою m, тиском р та температурою Т визначається рівнянням стану реального газу

, (4.5)

де R − універсальна газова стала (R = 8,3144 Дж/(моль·К);

− коефіцієнт надстисливості газу.

Молярна маса природного газу знаходиться як для суміші газів:

, (4.6)

де m молярна маса і-го компонента газу;

уі=n/Snі − молярна частка і-го компонента газу;

nі − кількість молів і-го компонента газу в суміші.

Коефіцієнт надстисливості газу визначається за допомогою емпіричних графіків Брауна - Катца в залежності від приведених тиску і температури.

Розчинність газів с г у рідині, яка визначається відношенням об’єму газу Vго при нормальних умовах до об’єму рідини Vр при постійній температурі і незначних змінах тиску прямо пропорційна абсолютному тиску р газу над поверхнею (закон Генрі)

, (4.7)

де a − коефіцієнт розчинності.

У загальному випадку коефіцієнт розчинності газу може суттєво змінюватися при збільшенні тиску, підвищенні температури та інших факторах, що сприяють процесу розчинення. За таких умов закон Генрі порушується.

Розчинність газів у суспензіях, як правило, зменшується із підвищенням концентрації інших розчинених речовин. За даними Р.Г. Ахмадаєвої розчинність метану у воді при наявності NaCl зменшується в 2−3 рази. Досліди А.М. Левіна показали, що коефіцієнт розчинності вуглеводневих газів у глинистій суспензії дещо менший, ніж у воді. Це зумовлено меншою кількістю води в суспензії та її адсорбцією глинистими частинками.

За даними Т.П. Софронової і Т.П. Жуче, коефіцієнт розчинності компонентів природних газів у нафті в залежності від тиску може збільшуватися і зменшуватися. Встановлено, що розчинність газів збільшується із підвищенням вмісту в нафті парафінових вуглеводнів і зменшується при високому вмісті вуглеводнів. Відзначається також, що на розчинність газів у нафті природа газів впливає в більшій мірі, ніж склад нафти. З підвищенням температури розчинність вуглеводневих газів у нафті зменшується. Коефіцієнт розчинності природних газів у нафті змінюється в широких межах і досягає (4¸5)×10- 5 Па-1.

Кількість розчиненого у нафті газу характеризують газовмістом нафти G, під яким розуміють виділений із одиниці об’єму пластової нафти об’єм газу при зниженні тиску і температури до стандартних умов (атмосферний тиск і температура 20°С), тобто

, (4.8)

де Vг − об’єм виділеного газу в стандартних умовах із об’єму нафти Vн у пластових умовах.

Ступінь насиченості нафти газом характеризують тиском насичення, під яким розуміють максимальний тиск, при якому газ починає виділятись із нафти при її ізотермічному розширенні.

В’язкість природних газів у значній мірі залежить від їх тиску і температури. В інженерних розрахунках в’язкість природного газу може бути прийнята рівною в’язкості метану за умови, що вміст важких вуглеводнів не перевищує 10 %.

Фізичні властивості пластових вод суттєво залежать від виду води (вільна чи зв’язана), ступеня мінералізації, розчинності газу, умов залягання (тиск і температура) та інших факторів.

Густина пластових вод залежить від ступеня мінералізації і може змінюватися від 1000 кг/м3 (прісна вода) до 1450 кг/м3 (при концентрації солей 643 кг/м3). У технічних розрахунках, якщо нема даних про мінералізацію, приймають густину води рівною 1100 кг/м3.

В’язкість пластових вод із підвищенням концентрації розчинених солей збільшується.

Зростання температури зменшує в’язкість пластових вод (наприклад, із зростанням температури від 5 °С до 80 °С в’язкість води зменшується більш ніж вчетверо).

Збільшення тиску призводить до незначного підвищення в’язкості.

Коефіцієнт об’ємного стиснення з підвищенням тиску зменшується, а температури − збільшується. Характер впливу тиску і температури на коефіцієнт теплового розширення аналогічний.

Нижче подамо фізичні властивості чистої води при атмосферному тиску (0,102 МПа) і температурі +5 °С:

− в’язкість h = 0,0015 Па·с;

− коефіцієнт об’ємного стиснення b =4,9·10-10 Па-1;

− коефіцієнт теплового розширення b т = 1,0·10-5 К-1;

− поверхневий натяг s = 7,84·10-2 Дж/м2;

− швидкість поширення звуку а 0 = 1425 м/с;

− питома теплоємність с = 4,2·103 Дж/(кг·К);

− коефіцієнт теплопровідності l = 0,564 Дж/ (м·с·К);

− коефіцієнт температуропровідності а = 1,34·10 -7 м2/с.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-11-29; Просмотров: 981; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.019 сек.