Физико-химические свойства нефти, газа, воды и их смесей

Для растворения в нефти газа необходимо повысить давление и привести систему в равновесие. Увеличение давления уменьшает объем нефти, растворение же в ней газа увеличивает его. Эти два процесса противоположного изменения объема нефти можно учесть раздельно введением двух различных коэффициентов: сжимаемости нефти и «набухания» ее.

Таким образом, объем нефти при растворении в ней газа при постоянных давлении и температуре газонасыщенностью Го можно рассчитать по формуле:

(1.40)

где V- объем сепарированной нефти при постоянных давлении и температуре в системе, м3; Г0 – отношение объема газа, растворенного в нефти к объему этой нефти, приведенные к стандартным условиям; - коэффициент изменения объема нефти из-за изменения ее насыщенности газом.

(1.41)

где - плотности нефти и газа, растворяемого в нефти, при 20оС и 0,1 МПа, кг/м3.

Уменьшение объема сепарированной нефти (Vp) из-за сжатия ее до определенного давления (pпл) рассчитывают по формуле:

(1.42)

где - коэффициент сжимаемости сепарированной нефти (можно принять равным 6,5*10-4 Мпа-1).

Увеличение объема нефти из-за ее нагревания до температуры tпл рассчитывают по формуле:

(1.43)

где - коэффициент термического расширения нефти

Кажущуюся плотность растворенного газа определяют по формуле

(1.44)

Объемный коэффициент нефти можно рассчитать по формуле

(1.45)

где p – давление в системе, МПа; t – температура, оС

для нефти в пластовых условиях объемный коэффициент в первом приближении можно рассчитать по формуле:

(1.46)

Плотность нефти с растворенным в ней газом рассчитывают по формуле

(1.47)

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)

Зависимость вязкости сепарированной нефти от температуры

Удовлетворительная связь между вязкостью сепарированной нефти и температурой описывается уравнением Вальтерра:

(1.53)

где - относительная кинематическая вязкость сепарированной нефти при температуре t, численно совпадающей с кинематической вязкостью нефти, выраженной в мм2/сек; а1 а2 – эмпирические коэффициенты, зависящие от состава нефти. Для применения формулы (1.53) необходимо знание экспериментальных значений вязкости нефти при двух температурах, подставляя которые в (1.53) можно определить коэффициенты а1 и а2.