• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

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>1 − дилатантною.

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.

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;

у_і=n/Sn_і − молярна частка і-го компонента газу;

n_і − 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 V_го при нормальних умовах до об’єму рідини V_р 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 V_г − об’єм виділеного газу в стандартних умовах із об’єму нафти V_н 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 а₀ = 1425 м/с;

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

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

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

Читайте також:

1. А середній коефіцієнт росту в такому випадку визначається як
2. А. Фінансові коефіцієнти
3. А. Фінансові коефіцієнти
4. Аналіз коефіцієнтів цільової функції
5. Аналіз фінансових коефіцієнтів.
6. Безрозмірною характеристикою гідротрансформатора називається залежність коефіцієнтів пропорційності моментів насосного і турбінного коліс від його передаточного відношення.
7. Біноміальні коефіцієнти
8. Визначення коефіцієнта оборотності активів
9. Визначення коефіцієнта чистого прибутку
10. Визначення коефіцієнтів рівнянь лінійної регресії для багатофакторної задачі
11. Визначення коефіцієнтів чотириполюсника за дослідами неробочого ходу та короткого замикання.
12. Визначення коефіцієнтів чотириполюсника за матрицею власних та взаємних опорів методу контурних струмів.

Переглядів: 1509