Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 [ 42 ] 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

1(л:,„) = 1п4 или

= е.

----О-Ч*

It It

Следовательно, за единицу К. принимается коэффициент свето-поглощения такого вещества, при пропускании света через слой в 1 см которого интенсивность светового потока уменьшается в е (2,718) раз.

Коэффициент светопоглощения является параметром, не зависящим от концентрации и толщины слоя раствора. Он представляет собой постоянную величину, которая зависит от длины волны падающего света, природы растворенного вещества и температуры раствора. нефтей быстро уменьшается с увеличением длины волны света.

Коэффициент светопоглощения определяется при помощи фотоколориметра. На рис. 1П. 34 приведена схема фотоколориметра ФЭК, принцип действия которого основан на уравнивании двух световых пучков при помощи переменной щелевой диафрагмы. Поток света от лампы Л, пройдя светофильтры и и кюветы A-i и А2, попадает (отразившись от зеркал 5i и За) на фотоэлементы и включенные по дифференциальной схеме «компенсирующей ток». При равенстве освещенностей обоих фотоэлементов токи от них в цепи гальванометра компенсируются и стрелка стоит на нуле, освещенности фотоэлемента Фг Д, ширина которой меняется

Рис. III.34. Схема фотоколориметра ФЭК

л - лампа; 3, и Зг - зеркало; С, и - светофильтры; Ai и Aj - кюветки; Ф, и Фг- фотоэлементы; Д - щелевая диафрагма; К - нейтральный клин; Г - гальванометр.

Для усиления или ослабления используется щелевая диафрагма во время вращения связанного с ней барабана, а для изменения освещенности фотоэлемента применяется фотометрический нейтральный клин К. С диафрагмой соединены два отсчетных барабана, имеющих по две шкалы - коэффициента светопропускания (т) и оптической плотности D. При опытах измеряется оптическая плотность чистого растворителя и исследуемого раствора нефти в бензоле, толуоле, четыреххлористом углероде или керосине. Практически для определения оптической плотности раствора измеряется интенсивность 1 светового потока, прошедшего через кюветку длиной / с чистым растворителем и интенсивности потока, прошедшего через кюветку той же длины

I с раствором нефти. Уравниванпе фототоков осуществляется но показанию гальванометра изменением ширины щели диафрагмы, соединенной с отсчетными барабанами, градуированными в единицах оптической плотности и процентах светопропускания.

Концентрацию нефти в растворителе выбирают равной 0,5-1,5% с учетом толщины кюветки I таким образом, чтобы обеспечивались наименьшие погрешности при определении оптической плотности на фотоколориметре {D = 0,3-0,7).

Как уже упоминалось коэффициент светопоглощения зависит от содержания асфальтенов и смолистых веществ в нефти. В свою очередь от концентрации последних зависят плотность, вязкость и другие свойства нефти. Это означает, что по коэффициенту светопоглощения нефтей различных скважин можно судить о степени неоднородности свойств нефти в залежи.

По изменениям Кп со временем удается получить данные о процессах, происходящих в пласте при его разработке. Например, систематические результаты измерения К можно использовать для решения геолого-промысловых задач: определения направления и скорости перемещения нефти в залежи; оценки дебита отдельных пластов в скважинах, вскрывших одним фильтром несколько пластов, определение пласта, в котором образовалась трещина при гидроразрыве; контроль за эффективностью дострела новых пластов; проверка результатов ремонтных (изоляционных работ); выявление изменений в работе отдельных пластов при измененип режима работы скважин и т. д. Методика этих исследований подробно описана в специальной литературе .

Фотоколориметрические исследования быстро развиваются и совершенствуются.

Предложен способ измерения К неразбавленных пластовых нефтей 2. Для этой цели используется инфракрасная область спектра, так как известно, что чем больше длина волны, тем меньше оптическая плотность D.

Девликамов В. В., Мархасин И. .П., Бабалян Г. А. Оптические методы контроля за разработкой нефтяных месторождений. М., изд-во «Недра», 1970.

2Абезгауз И. М., Капырин Ю. В., Требин Г. Ф. Новый метод определения оптической плотности нефти. НТС, «Нефтепромысловое дело», 1965, № 10. Д е в л и к а м о в В. В. Фотоколориметрические исследования коллоидных свойств нефтей. Изв. высш. учебн. завед. «Нефть и газ», 1968, № 3.

ГЛАВА IV

ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СИСТЕМ § 1. ВИДЫ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩБНПП

В нефтепромысловой практике встречаются различные виды фазовых переходов вещества - испарение, конденсация, плавление и др. Наиболее же часто промысловому инженеру приходится иметь дело с фазовым1Г превращениями растворов. В системе, находящейся в условиях какого-либо фазового перехода, могут сос>тцествовать в термодинамическом равновесии одновременно две или несколько различных фаз. Условиями равновесия фаз являются равенство температур и давлений во всех частях системы. Кроме того, при постоянных температуре и давлении до.тжны быть равными химические потенциалы соприкасающихся фаз. В многокомпонентных системах условия равновесия фаз наступают, когда химические потенциалы данного компонента во всех фазах системы, находящейся в равиовеси!!, становятся равными между собой.

Все фазовые переходы подразделяются на два вида - первого и второго рода.

Простейшими примерами фазовых переходов первого рода являются испарение, плавление. При фазовых превращениях такого рода изменяется объеи системы II поглощается (или выделяется) количество теплоты, которое называется скрытой теплотой перехода. Существование теплоты перехода указывает на изменение энтропии системы. В процессе испарения вещество поглощает теплоту. Его энтропия в газообразном состоянии прп данных давленпп и температуре больше, чем в жидком. Следовательно, при фазовом переходе первого рода изме-. ияются объем п энтропия вещества. Характеристику фазового перехода первого :Р0да (экв11ва.1ентную описанной выше) можно дать с помощью функции Гиббса. Дифферепцпальное ее выражение (см. гл. III, § 3) будет

dG = -SdT + Vdp, (IV.1>

Таким образом, первые производные функции Гиббса - удельный объем V" и удельная энтропия S при фазовых переходах первого рода изменяются скачкообразно (рис. IV.1).

При фазовом переходе второго рода тепловые эффекты отсутствуют. Энтропия и объем системы изменяются непрерывно. Не только функция Гнббса, но в ее первые производные остаются непрерывнымп (рис. IV.2).

Фазовый переход второго рода непрерывен в том смысле, что состояние тела меняется непрерывно. Однако симметрия в точке перехода нарушается екачком, по которому можно указать принадлежность вещества к той или иной фазе. Если в точке фазового перехода первого рода в равновесии находятся тела В двух различных состояниях, в точке перехода второго рода состояния фаз совпадают. Не непрерывно (скачкообразно) изменяются при фазовых переходах Второго рода теплоемкость Ср, сжимаемость р, температурный коэффициент расширения Uj..