Давление насыщения нефти газом.

 

Давление насыщения нефти газом – максимальное давление, при котором газ начинает выделяться из нефти в изотермическом процессе, в условиях термодинамического равновесия.

Кроме всего прочего, давление насыщения зависит от температуры и повышается с её ростом.

Р, МПа

 

 

Т°

Если давление насыщения приблизительно равно пластовому давлению, а мы будем закачивать холодную воду, то пластовая температура снизится, а, значит, газ может выделиться за счёт снижения давления.

 

Степанова обнаружила, что при очень незначительном выделении газа (сотые проценты) происходит эффект смазки и фазовая проницаемость по нефти аномально возрастает.

Когда мы облучаем породу ультразвуком, начинают выделяться пузырьки газа, контроль над этим процессом позволит регулировать фазовую проницаемость. Количество выделяющихся пузырьков зависит от скелета слагаемой породы, состава пласта. Отсюда можно заключить, что давление насыщения варьируется по пласту.

 

Коэффициент сжимаемости нефти. Объёмный коэффициент.

 

Нефть обладает упругостью, которая измеряется коэффициентом сжимаемости (или объёмной упругости).

b_н=-1/V× (dV/dр)

Он составляет величину порядка (0.4­¼ 0.7) ГПа^-1 (для нефтей, не содержащих растворённый газ). Лёгкие нефти, содержащие значительное количество растворённого газа, обладают повышенным коэффициентом сжимаемости (b_н достигает 14 ГПа^-1).

b_н зависит от температуры и давления, причём чем выше температура, тем больше коэффициент сжимаемости.

b b Т°

 

 

40° 120°

Т° Р

 

Когда нефть из пласта поднимается на поверхность, её состав меняется, меняется объём.

Объёмный коэффициент рассчитывается по формуле:

в=V_пл/V_дег,

где V_пл – объём нефти в пластовых условиях;

V_дег – объём дегазированной нефти (на поверхности).

 

Зависимость объёмного коэффициента от давления выглядит следующим образом:

В

 

 

Р_нас Р

 

Коэффициент усадки.

 

U=(в – 1)/в× 100% (изменение объёма нефти при подъёме на поверхность)

или

U=(в – 1)× 100% (изменение объёма нефти на поверхности)

 

45. Плотность и вязкость пластовой нефти.

 

Плотность пластовой нефти зависит от давления и температуры.

Если плотность нефти составляет r=500 кг/м³, то такая нефть называется лёгкой, или малоплотной. Если плотность равна r=800-900 кг/м³, то такая нефть называется тяжёлой, или высокоплотной.

С ростом температуры плотность

нефтей падает, причём падение

происходит до давления

насыщения, после чего она

снова возрастает

 

Р_нас Р

 

Диапазон значений вязкости колеблется в пределах (0.01¼ 1000) мПа× с.

Вязкость пластовой нефти не имеет ничего общего с вязкостью нефти на поверхности.

 

Вязкость нефти увеличивается

и изменяется сложным образом

в зависимости от давления.

 

 

Р_нас Р

 

Зависимость вязкости от температуры следующая:

 

 

Т°

 

m

Если мы будем греть нефть,

то вязкость резко упадёт.

С ростом количества растворённого

газа вязкость нефти снижается.

 

м³/м³

 

Лекция №14. (Часть 2.)

 

Структурно-механические свойства нефти.

Аномальные жидкости.

 

Наличие смоло-асфальтеновых и парафиновых компонентов делает нефть коллоидной системой.

 

 

z h Эпюра скоростей

 

 

Величина деформации характеризуется величиной:

g=U¢ /z

Скорость деформации:

g=dg/dt.

Для обычных твёрдых тел и классических жидкостей выполняются следующие соотношения для касательных напряжений t:

Для твёрдого тела - t=G× g, где G – модуль сдвига.

Для жидкостей - t=m× (dg/dt)

 

Жидкость неограниченно деформируется под действием касательных напряжений t. Такие жидкости называют ньютоновскими, и для них указывают на два момента:

1. однозначную связь t и g;

2. эта связь линейная с коэффициентом пропорциональности m.

 

Жидкости, для которых не соблюдаются эти два положения, называются аномальными, или неньютоновскими. Это:

@ нефти повышенной вязкости, со значительным содержанием смоло-асфальтеновых компонентов;

@ технологические жидкости на основе полимерных растворов, гелей.

В соответствии с этим выделяются разные типы связей (t(g)):

t=Т(dg/dt), dg/dt=Г(t),

где Т, Г – некоторые функции. Они взаимообратимые и в общем случае нелинейные.

 

В зависимости от вида функции различают:

вязкопластическую жидкость;

Она соответствует модели Бингама-Шведова.

dg/dt=0 при t< t₀;

dg/dt=(t-t₀)/m при t³ t₀;

 

t₀ – некоторое предельное напряжение сдвига.

Этот тип жидкости называется жидкостью с аномальным напряжением, или бингамовской жидкостью.

d

Dh

 

 

L

 

Dh< (p× d× L× t₀)/g

 

Начальное напряжение сдвига может быть связано с взаимодействием нефти с поверхностью.

Мирзаджанзаде выявил, что газ тоже может проявлять начальный градиент, связанный с взаимодействием газа с глинистой компонентой.

 

Степенная жидкость.

t=k× (dg/dt)ⁿ

При n< 1 эта зависимость соответствует жидкостям, в которых структуры разрушаются.

При n> 1 эта зависимость соответствует жидкостям (например, суспензиям), в которых сопротивление движению возрастает по мере движения, они с уплотняющейся структурой.

 

Старение нефти.

 

Изменение зависимостей, состава нефти от времени называется старением нефти.

Когда нарушается естественное пластовое состояние, из нефти улетучиваются лёгкие компоненты и вследствие наличия тяжёлых компонентов, которые могут выпадать, изменяется её химический состав. Т.о. свойства нефти в процессе разработки меняются.

 

Явление разрушения структуры при течении и восстановления в состоянии покоя называется тиксотропией.

 

(продолжение в лекции №15)

Лекция 15.

 

⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒

Поделиться: