Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Физико-химические свойства нефти, газа, воды и их смесейСтр 1 из 3Следующая ⇒
Физико-химические свойства нефти, газа, воды и их смесей
Способы выражения составов смесей и связь между ними
Состав смеси характеризуется числом компонентов смеси и их соотношением. Соотношения определяются долями: массовой, объемной, молярной. Сумма долей всех компонентов смеси равна 1. Массовая и молярная доли
Массовая доля i-го компонента в смеси:
i (1.1)
mi – масса i-го компонента в смеси r- число компонентов в растворе
Молярная доля i-го компонента в смеси равна:
i (1.2)
ni – число молей i-го компонента в смеси ni=mi/Mi (1.3) Из 1.2 с учетом 1.1 и 1.3 следует: (1.4) (1.5) Массовая и объемная доли
Объемная доля для смесей, подчиняющихся правилу аддитивности, определяется следующим образом:
(1.6)
Vi – объем i-го компонента перед смешением при заданных температуре и давлении смеси. Так как ( - плотность i-го компонента при заданной температуре и давлении)
(1.8) (1.9) Объемная и молярная доли
(1.10)
Для газообразных продуктов в первом приближении можно принять, что в диапазоне давлений, мало отличающихся от атмосферного, отношение молярной массы газа к его плотности практически постоянно, т.е. const, следовательно, для смеси газов
(1.13)
Перемешивание газонефтяных смесей различного состава
Для расчета составов смесей, получающихся в результате перемешивания r смесей пользуются следующими формулами: Для смесей газов в нормальных (стандартных) условиях
(1.14)
Для смесей нефтей
(1.15) Nij Nis, – молярная доля i-го компонента в j-растворе и в смеси, получаемой в результате смешивания r растворов(газов, нефтей); Vj – объем j-раствора при нормальных (стандартных) условиях; nj – число молей j-нефти. Уравнение 1.15 является общим и справедливо для смесей веществ в любых агрегатных состояниях. Например, при перемешивании пластовых нефтей различных скважин, работающих в единый сборный коллектор, состав получающегося нефтяного газа может быть рассчитан по формуле 1.16:
1.16
Qнj – дебет сепарированной нефти j-скважины; Гj – газосодержание пластовой нефти j-скважины (объем газа приведен к нормальным или стандартным условиям). При удалении из смеси отдельных компонентов полностью или частично, молярные доли оставшихся компонентов можно рассчитать по уравнению 1.17:
1.17
Ni молярная доля i-го компонента в смеси первоначального состава Niуд – молярная доля части i-го компонента, удаляемого из смеси: полностью
Ni =Niуд, частично - Niуд Ni газосодержание нефти и ее объемный коэффициент
Газосодержание нефти определяют как отношение объема газа, выделяющегося из пластовой нефти в результате ее однократного разгазирования при температуре 20оС и атмосферном давлении к объему сепарированной нефти:
Г0=Vг/Vн (1.18)
Vг – объем газа однократного разгазирования при температуре 20оС и атмосферном давлении (м3), Vн – объем сепарированной нефти, остающейся после однократного разгазирования при температуре 20оС и атмосферном давлении (м3) Массовую долю растворенного в нефти газа можно определить по формуле 1.19:
(1.19)
mн, mг – массы сепарированной нефти и газа (кг), н – плотность сепарированной нефти в стандартных условиях (кг/м3), г – плотность газа однократного разгазирования при температуре 20оС и атмосферном давлении (кг/м3) Молярная доля растворенного в нефти газа определяется по формуле:
1.21 Мнг – молярная масса нефти с растворенным в ней газом, Мг – молярная масса газа (кг/кмоль). Если неизвестна молярная масса нефти с растворенным в ней газом, то молярную долю растворенного в нефти газа можно рассчитать по уравнению 1.22:
(1.22)
Мн – молярная масса дегазированной нефти.
Молярную массу пластовой нефти можно определить из 1.21 и 1.22
(1.23)
Поскольку молярный объем газа в стандартных условиях (20оС, 0, 1МПа) можно принять равным 24, 05м3/кмоль, из 1.22 следует
(1.24)
Для определения молярной массы пластовой нефти из 1.23 следует
(1.25) Физико-химические свойства пластовых вод Состав: Анионы: ОН-, СL-, SO42-, CO32-, HCO3- Катионы H+, K+, Na+, NH4+, Mg2+, Ca2+, Fe2+ и др. Микроэлементы Br-, J- и др. Коллоидные частицы SiO2, Fe2O3, Al2O3 Растворенные газы: СО2, H2S, CH4, H2, N2 и др. Минерализация воды Под минерализацией воды (М) понимают общее содержание растворенных в ней солей. По В.И. Вернадскому природные воды в зависимости от массового содержания (%) в них растворенных веществ делят на: Пресные – М 0, 001 0, 1 Минерализованные – М 0, 1 - 5 Рассолы – М 5 35 Жесткость воды Жесткостью воды называется суммарное количество содержащихся в воде катионов кальция и магния, выраженное в молях на килограмм (литр) раствора. В зависимости от соотношения между общей жесткостью воды Жо и содержанием в ней ионов НСО нефтепромысловые сточные воды можно разделить на две группы:
Жо - жесткие Жо - щелочные воды
Для вод первой группы различают жесткость общую Жо, карбонатную Жк и некарбонатную Жнк, кальциевую ЖСа и магниевую ЖMg. Для вод второй группы понятие карбонатной и некарбонатной жесткости теряет смысл, поэтому они характеризуются только общей кальциевой и магниевой жесткостью. Между различными жесткостями существует связь:
Жо= Жк+ Жнк= ЖСа+ ЖMg Молярная масса нефти Молярная масса сепарированной нефти (кг/кмоль) в результате ее однократного разгазирования при 20оС до атмосферного давления может быть рассчитана по формуле:
(1.48)
где - вязкость сепарированной нефти при стандартных условиях, мПа*с
Молярную массу пластовой нефти можно рассчитать по формулам, аналогичным (1.48):
, если мПа*с (1.49) , если мПа*с (1.50)
или по двухпараметрической формуле (1.51)
При отсутствии данных по молярной массе сепарированной нефти и ее вязкости, а также плотности газонасыщенной нефти молярную массу пластовой нефти можно определить по формуле:
(1.52) Теплоемкость нефти Теплоемкость нефти может быть рассчитана по формуле:
Физико-химические свойства нефти, газа, воды и их смесей
|
Последнее изменение этой страницы: 2019-10-04; Просмотров: 163; Нарушение авторского права страницы