Физические свойства пластовой нефти.

Нефть – сложная смесь углеводородов (82 – 87% С, 11 – 14% Н, 0,4 – 1% примеси – соединения – кислород, азот и сера, асфальтовые и смолистые в – ва. О качестве нефти в промысловой практике судят по ее плотности.

 а) Плотность характеризуется массой, приходящейся на единицу объема. Плотность нефти при нормальных условиях колеблется от 700 (газовый конденсат) до 980 и даже 1000 кг/м3. Нефти плотностью до 880 кг/м3 наиболее ценные, т. к. в них содержится больше бензиновых и масляных фракций. Плотность пластовой нефти зависит от количества газа растворенного в ней, давления и температуры. Растворенный газ и повышение температуры ведет к снижению ρ_н, увеличение Рпл ведет к повышению плотности. Плотность пластовой нефти ниже плотности сепарированной нефти.

б) вязкость, т.е. свойство жидкости сопротивляться взаимному перемещению ее частиц при движении. Различают динамическую вязкость для пластовых условий и кинематическую вязкость для расчетов в трубной гидравлике (отношение динамической вязкости к плотности). Размерность динамической вязкости 1спз; Пас (1спз=1мПас); кинематическую измеряют в м2/с. Вязкость пластовой нефти ниже вязкости дегазированной нефти за счет влияния растворенного газа в нефти, давления и температуры.

в) Давление насыщения пластовой нефти газом Рнас. – давление, при котором из нефти начинают выделяться первые пузырьки растворенного газа. Оно зависит от состава нефти и газа, соотношения их объемов и от температуры.

г) Объемный коэффициент. Данный показатель характеризует отношение объема нефти в пластовых условиях к объему этой же нефти после ее полной дегазации: В_н=V_н^пл / V_н^дег, где V_н^дег – объем нефти при атмосферном давлении и температуре 20⁰С. Объем нефти в пластовых условиях всегда больше поверхностного объема за счет содержания в ней растворенного (попутного) газа, т.е. В_н>1.

д) Коэффициент сжимаемости нефти: нефть как и все жидкости обладает упругостью, изменяя свой объем при изменении давления. Упругость определяется коэф. сжимаемости:

β_н= - 1*ΔV_н/V_н*ΔР, где ΔV_н – изменение объема нефти, V_н – исходный объем нефти, ΔР- изменение давления. Величина β_н зависит от состава пластовой нефти, температуры и от давления.

е) Газосодержание: от количества растворенного в нефти газа зависят многие ее свойства. С другой стороны, газосодержание определяет запасы попутного газа любой нефтяной залежи. Этот показатель в технологическом смысле именуют газовым фактором: ГФ=V_г/V_н , где V_г – объем выделившегося газа из объема V_н нефти при н.у.

ж) Коэффициент усадки, характеризует уменьшение объема пластовой нефти при извлечении ее на поверхность (в %): U=((b-1)/b)*100 , где b- объемный коэф. нефти.

Пределы применимости з-на Дарси. Критерий Рейнольдса. Критическая скорость фильтрации.

Закон Дарси справедлив при соблюдении следующих условий:

a) пористая среда мелкозерниста и поровые каналы достаточно узки;

b) скорость фильтрации и градиент давления малы;

с) изменение скорости фильтрации и градиента давления малы.

При повышении скорости движения жидкости закон Дарси нарушается из-за увеличения потерь давления на эффекты, связанные с инерционными силами: образование вихрей, зон срыва потока с поверхности частиц, гидравлический удар о частицы и т.д. Это так называемая верхняя граница. Закон Дарси может нарушаться и при очень малых скоростях фильтрации в процессе начала движения жидкости из-за проявления неньютоновских реологических свойств жидкости и её взаимодействия с твёрдым скелетом пористой среды. Это нижняя граница.

Верхняя граница. Критерием верхней границы справедливости закона Дарси обычно служит сопоставление числа РейнольдсаRe = wa r / h с его критическим значением Re _кр , после которого линейная связь между потерей напора и расходом нарушается. В выражении для числа Re : w-характерная скорость течения: а - характерный геометрический размер пористой среды; r - плотность жидкости. Имеется ряд представлений чисел Рейнольдса, полученных различными авторами при том или ином обосновании характерных параметров. а) Павловского

                                            1.30

Критическое число РейнольдсаRe _кр =7,5-9.

б) Щелкачёва

                                                      

Критическое число Рейнольдса Re _кр =1-12.

в) Миллионщикова

                                                   1.32

Критическое число Рейнольдса Re _кр =0,022-0,29.

Скорость фильтрации u _кр , при которой нарушается закон Дарси, называется критической скоростью фильтрации. При обработке экспериментальных данных для определения критической скорости пользуются безразмерным параметром Дарси

,                                                           

представляющим отношение сил вязкого трения к силе давления. В области действия закона Дарси данный параметр равен 1 и уменьшается при превышении числа Re критического значения.

Нижняя граница. При очень малых скоростях с ростом градиента давления увеличение скорости фильтрации происходит более быстро, чем по закону Дарси. Данное явление объясняется тем, что при малых скоростях становится существенным силовое взаимодействие между твердым скелетом и жидкостью за счет образования аномальных, неньютоновских систем, н.п. устойчивые коллойдные растворы в виде студнеобразных плёнок, перекрывающих поры и разрушающихся при некотором градиенте давленияt _н , называемого начальным и зависящим от доли глинистого материала и величины остаточной водонасыщенности. Имеется много реологических моделей неньютоновских жидкостей, наиболее простой их них является модель с предельным градиентом

 

                                                     1.34

---

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 381; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!