рпо. Практикум по сбору и подготовке продукции нефтяных и газовых скважин 2011 Содержание
 Скачать 5.39 Mb.
|
1.5. Физико-химические свойства пластовых и технических водПластовые воды нефтяных месторождений это неотъемлемая часть продукции добывающих скважин, которая обусловливает значительную долю осложнений при добыче и подготовке нефти на промыслах. Пластовые воды нефтяных месторождений, как правило, представляют собой сложные многокомпонентные системы. Обычно они содержат ионы растворимых солей: анионы OH(-), CL(-), SO42(-), CO32(-), HCO3(-), катионы H(+), K(+), Na(+), NH4(+), Mg2(+), Ca2(+), Fe2(+), и др. ионы микроэлементов: Br(-), J(-), и др. коллоидные частицы: SiO2, Fe2O3, Al2O3; растворенные газы: CO2, H2S, CH4, H2, N2 и др. нафтеновые кислоты и их соли. Количественные соотношения между этими ионами определяют тип пластовых и сточных вод. Под минерализацией воды понимают общее содержание растворенных в ней солей. По В.И.Вернадскому природные воды в зависимости от массового содержания (%) в них растворенных веществ делятся на: пресные с содержанием солей 0,001 – 0,1; минерализованные, содержание солей 0,1 - 5; рассолы с содержанием солей 5 – 35 Важной характеристикой химического состава пластовой и сточной вод является содержание в ней водородных ионов. Часть молекул воды диссоциирует на ионы H2O = H (+) + OH (-) Состояние равновесия при данной температуре характеризуется константой:  , (1.58)где C(H+), C(OH-) - концентрации ионов H(+),OH(-) в воде соответственно, моль/л; C(H2O) - концентрация H2O, моль/л. Концентрация воды постоянна и равна 55,56 моль/л. Поэтому из (1.58) следует:  (1.59)где Кв - ионное произведение воды, значение которого при различных температурах представлен в таблице(1.12). При нейтральной реакции концентрации ионов водорода H(+) и гидроксильной группы OH(-) равны,  . (1.60)Ионное произведение воды Таблица 1.12
Так как при температуре 22 0С ионное произведение воды равно 10-14, то C(H+) = 10-7 моль/л (1.61) Отрицательное значение логарифма концентрации водородных ионов обозначается pH, т.е. -lgC (H+) = pH или С(H+) = 10-pH (1.62) Следовательно, реакции водных растворов при 22 0С с помощью этого показателя будут характеризоваться следующим образом: pH = 7 - нейтральная, pH > 7 - щелочная, PH < 7 - кислая. Из физических свойств пластовой и сточной вод наибольшее значение в процессах сбора и подготовки имеют плотность и вязкость ее. Плотность пластовой (минерализованной) воды в зависимости от солесодержания может быть в первом приближении рассчитана по формуле:  , (1.63)где ρв - плотность дистиллированной воды при 20 оС, кг/м3; S –концентрация соли в воде (растворе), кг/м3. В диапазоне температур от 0 до 45 оС плотность водных растворов солей нефтяных месторождений изменяется мало, поэтому в первом приближении влияние температуры может быть учтено следующим образом:  , (1.64)где ρвп(t), ρвп - плотность минерализованной воды при температуре t и 20 оС соответственно, кг/м3. Важное значение имеет возможность учета изменения вязкости попутной воды при изменении ее температуры, солесодержания и, как следствие, плотности. Как показывает обработка экспериментальных данных, в первом приближении вязкость минерализованной воды может быть рассчитана следующим образом: при ∆ρ ≤∆ρ1  (1.65)где μвп - вязкость пластовой воды при температуре t, мПа·с; μв(t) –вязкость дистиллированной воды при температуре t, мПа·с; значение ее может быть определено по справочнику или по формуле  , (1.66)где ∆ρ разность между плотностью минерализованной и дистиллированной вод при 20 оС, кг/м3;  , (1.67)где ρвп - плотность минерализованной воды при 20 оС, кг/м3; ∆ρ1 -параметр, определяемый по формуле:  (1.68)при ∆ρ > ∆ρ1  (1.69)где А (ρ) -функция, значения которой зависят от температуры и плотности: при 0≤ t ≤20 оС  , (1.70)при 20≤ t ≤30 оС  (1.71)при t > 30 оС  (1.72) |