Физика пласта (Ответы на экзамен). 1. Физические свойства нефтегазового пласта, принципы их определения и области использования

• Название: 1. Физические свойства нефтегазового пласта, принципы их определения и области использования
• Анкор: Физика пласта (Ответы на экзамен).doc
• Дата: 15.03.2017
• Размер: 0.82 Mb.
• Имя файла: Физика пласта (Ответы на экзамен).doc
• Тип: Анализ; #3810
• страница: 6 из 13

45. Изменение состава и свойств пластовых нефтей в природных условиях и при реализации процессов нефтеизвлечения.

Растворимость газов в нефти.

При небольших давлениях и постоянных температурах растворимость подчиняется закону Генри:

V_г=рV_ж,

где []=[м²/Н] – коэффициент Генри, учитывающий количество газа, растворяющегося в единице объёма жидкости при повышения давления на единицу.

=V_г/(V_жр)
Газ при растворении проявляет специфические свойства, например кажущееся увеличение удельного объёма жидкости:




v=V/G,

где v – кажущееся увеличение объёма;

G – масса растворённого газа.

Смысл понятия «кажущийся удельный объём» заключается в том, что приращение объёма жидкости V не отражает истинного объёма растворённого газа в нефти, я является результатом взаимодействия молекулярных сил растворённого газа и жидкости. В химической термодинамике величину v называют парциальным молярным объёмом.

Характеристики растворимости газа в нефти выглядят следующим образом:

см³/см³

этилен

СО₂

СН₄

₂

р, МПа

По абсциссе откладываются значения давления, по ординате – количество растворённого в нефти газа.

Растворимость газов возрастает с увеличением молекулярной массы газа. Следовательно, различные компоненты газа обладают различной растворимостью, а, значит, природный газ в природной нефти будет растворяться сложным образом.

Растворимость зависит от состава и свойств нефти. Причём растворимость газов увеличивается с повышением содержания парафиновых углеводородов, а при высоком содержании ароматических углеводородов.

Малорастворимые газы лучше подчиняются закону Генри, чем хорошо растворимые.

На растворимость газов в нефти природа газа влияет в большей степени, чем состав нефти, хотя в сжатом газе при высоких давлениях происходит обратимое растворение компонентов нефти, что видно на выполаживании кривых растворимости хорошо растворимых газов.

Коэффициент растворимости нефтяных газов изменяется в широких пределах и достигает (4-5)10^-5 м³/(м³Па).

Углеводородные газы хуже растворяются в нефти с повышением температуры.

Кроме процесса растворения, присутствует процесс выделения газа из нефти. Растворение связано с геологическими условиями, причём сам процесс происходил длительный период. А процесс выделения связан с нашей деятельностью, и он уже краткосрочен.

Количество выделившегося газа зависит от выбора технологии:

газ выделился и находится в контакте с нефтью (газовые шапки);

газ выделился и мы его вывели из системы нефть-газ (с отводом).

Первый из названных способ дегазации получил название контактного, или одноступенчатого. Второй – дифференциального, или ступенчатого (многократного).

Если процесс дифференциальный, то количество остающегося в растворённом состоянии газе в нефти больше, чем при контактном (одноступенчатом). Это связано с переходом в паровую фазу метана.

Количество газа, выделившегося из нефти характеризуется кривыми дегазации. Их получают экспериментально, и для каждого месторождения существует своя кривая.

см³/см³

Т; =соnst



р, МПа

Коэффициентом разгазирования принято называть количество газа, выделившегося из единицы объёма нефти при снижении давления на единицу.

Газ может содержаться в растворённом виде и в воде. Причём растворение в обычной воде незначительно, а в минеральной резко повышается (степень минерализации начинает значительно влиять на коэффициент Сеченова при концентрации солей, превышающей 0,5 моль/л). Процессы растворения играли важную роль при миграции углеводородов и формировании залежей.

В каком-то диапазоне давлений разгазирования не происходит.

Если газ разгазируется, то фазовая проницаемость нефти снижается.

Растворимость может сложным образом быть распределена по пласту.

Давление насыщения нефти газом.

Давление насыщения нефти газом – максимальное давление, при котором газ начинает выделяться из нефти в изотермическом процессе, в условиях термодинамического равновесия. При выделении газа происходят фазовые изменения, фазовая проницаемость уменьшается.

При разработке определяем:

1) p_пл.

2) p_нас.

Если p_пл. близко p_нас., то залежь следует разрабатывать очень аккуратно.

Давление насыщения зависит от свойств пластовой нефти:

1) от состава нефти,

2) кроме всего прочего, давление насыщения зависит от температуры и повышается с её ростом.

Р, МПа

23

17

Т

3) от пористой среды – энергетически газ выделяется на границе твердой фазы.

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.

Т. о. выделение газа из нефти приводит к некоторым физическим явлениям, которые могут изменить условия извлечения нефти.