Давление насыщения определяют по результатам специальных лабораторных экспериментов, проводимых следующим образом. В бомбу pVT помещают определенное количество газа и жидкости.

Природа воды и углеводородов различается, а, следовательно, углеводородная составляющая нефтяного газа растворяется в воде хуже, чем в нефти.

Минимальное давление, при котором весь газ растворяется в жидкости (т.е. переходит в жидкое состояние), называется давлением насыщения.

Если пластовое давление меньше давления насыщения, то часть газа находится в свободном состоянии (залежь имеет газовую шапку). Если пластовое давление больше давления насыщения, то говорят, что нефть "недонасыщена" газом и весь газ растворён в нефти.

Неуглеводородные компоненты нефтяного газа, такие как СО, СО₂, Н₂S, N₂ растворяются в воде лучше. Например, пластовая вода сеноманского горизонта очень газирована (5 м³ газа СО и СО₂ на 1 т воды).

С повышением давления растворимость газа растёт, а с повышением температуры – падает. Растворимость газа зависит также от минерализации воды.

Разные компоненты нефтяного газа обладают разной способностью растворятся в жидкостях, причём с увеличением молекулярной массы газового компонента растёт коэффициент растворимости.

Давление насыщения – очень важный показатель успешной разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Так, например, при снижении пластового давления ниже давления насыщения в пласте происходит разгазирование нефти и образуется режим двухфазной фильтрации. Вследствие существования фазовых проницаемостей сопротивление движению нефти в пласт возрастает, и дебиты скважины снижаются.

Далее, с помощью измерительного пресса медленно проводят сжатие системы и при каждом шаге повышения давления на величину Δр по прессу определяют соответствующее уменьшение объема ΔV. Затем рассчитывают коэффициент сжимаемости системы β = ΔV/(VΔр) и строят зависимость β от р. Такая зависимость для систем «жидкость-газ» приведена на рис. 1.

При высоких давлениях коэффициент сжимаемости практически постоянный и соответствует однофазному состоянию. После достижения давления насыщения с появлением первых пузырьков выделившегося газа сжимаемость системы резко возрастает и на кривой β(р) появляется излом.

Давление, соответствующее этому излому, принимается за давление насыщения р_нас. Зная начальные объемы газа V_г и жидкости V_ж, определяем коэффициент растворимости газа в жидкости α = V_г/(V_жр_нac). Коэффициент растворимости зависит от температуры, уменьшаясь с ее ростом.

Отметим, что в процессе разработки давление насыщения может снижаться до 60-70% от первоначального значения в результате растворения компонентов с высокой упругостью паров (метан, азот) в воде, находящейся в контакте с нефтью, например, в промытой зоне.

Рис. 1. Зависимость коэффициента сжимаемости газожидкостной смеси β от давления р

Количество выделившегося из нефти газа зависит не только от содержания газа в нефти, но и от способа дегазирования. Различают контактное разгазирование, когда выделившийся газ находится в контакте с нефтью, и дифференциальное разгазирование, когда выделившийся из нефти газ непрерывно отводится из системы.

Дата добавления: 2014-01-04