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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238

где S - объем газа, растворенного в единице объема минерализованной воды;

Sl - объем газа, растворенного в единице объема чистой воды, определенный но рис. 21; X - поправочный коэффициент на соленость; у - соленость пластовой воды, мг/л.

Коэффициент X зависит от температуры и имеет следующие значе- 4 I-пч-1-1-1-1-1 пия:

03 со 03

О X X <v

о <D

15 35 55 75 95 Температура, °С

Упругие свойства жидкости характеризуются коэффициентом объемного упругого расширения /3, показывающим, на какую часть от своего первоначального объема изменяется объем жидкости при изменении давления на 1 am.

Рис. 21. Зависимость количества естественного газа, растворенного в единице объема чистой воды, от температуры при различных давлениях.

f = -

1 dQ

(11, III)

НИИ р.

объем воды при давле-

Знак минус указывает на уменьшение объема воды с повышением давления.

Из формулы (11, III) видно, что коэффициент (3 имеет размерность, обратную размерности давления, т. е.

Р] = 1/ am = см I кГ.

Обратная величина коэффициента объемного упругого расширения

жидкости называется истинным модулем сжатия жидкости и имеет раз-

мерность давления. Формула (11, III) основана на законе Рука, а истинный модуль объемного сжатия жидкости 1 3 по своей физической сущности аналогичен модулю Юнга.

На рис. 22 показана зависимость коэффициентов объемного упругого расширения чистой воды от температуры при пластовых давлениях от 70 до 422 ата.

Наличие в воде растворенного газа увеличивает ее сжимаемость. Значения коэффициентов объемного упругого расширения воды, содержащей

35 55 75 95 Температура, °С

Рис. 22. Зависимость коэффициентов объемного упругого расширения чистой воды /3 от температуры нри различных пластовых давлениях.

10 30 50 70 90 110 130 150

Температура, °С

Рис. 23. Зависимость абсолютной вязкости воды от температуры. 1 - для чистой воды, 2 - для воды, со-держаш;ей 60 г/л солей.

растворенный газ, могут быть определены но формуле:

/3 = /3i(l+ 0,05 5), (12, III)

где f3i - коэффициент объемного упругого расширения чистой воды, определяемый но графику, помеш;енному на рис. 22;

S - объем газа, растворенного в единице объема воды, /м.

Учет эффекта сжимаемости воды имеет весьма суш;ественное значение при решении задач подземной гидравлики, связанных с разработкой нефтяных и газовых месторождении в условиях упругого режима.

Таблица 1

Вязкость воды при высоких температурах и давлениях

Абсолютная вязкость чистой воды при атмосферном давлении и температуре 20° С равна 1 сантипуазу. Содержание в воде растворенных

солей несколько увеличивает ее вязкость. На рис. 23 показана зависимость абсолютной вязкости чистой и минерализованной воды от температуры.

В табл. 1 помещены результаты экспериментальных определений вязкости воды при различных температурах и давлениях. Из таблицы следует, что изменения вязкости воды с изменением давления настолько малы, что в практических расчетах их можно не учитывать.

§ 3*. Свойства газов нефтяных и газовых

месторождений

Газы нефтяных и газовых месторождений представляют собой газовую смесь, состоящую главным образом из углеводородов. Кроме углеводородных газов, в состав естественных газов часто входят углекислота, азот, кислород, сероводород, воздух, пары воды и др.

Зная состав естественного газа, состоящего из п компонентов, и удельный вес каждого комнонента, легко вычислить удельный вес газа:

1= QQ , (13, III)

где 7 - удельный вес газа;

7г - удельный вес г-го компонента газа;

Пг - объемное содержание г-го комнонента газа в процентах. В условиях высоких давлений, часто имеющих место в нефтяных и газовых месторождениях, поведение природных газов не следует характеристическому уравнению идеальных газов

f = RT, (14, III)

где р - давление, 7 - удельный вес газа, R - газовая постоянная, Т - абсолютная температура.

Для реальных газов уравнение состояния может быть написано в виде:

f = ZRT, (15, III)

где Z = --- - коэффициент сжимаемости газа, являющийся функцией 7/ti

давления и температуры. Значения коэффициентов сжимаемости углеводородных газов можно определить по данным о составе газа, температуре и давлении.

На рис. 23а показаны кривые зависимости коэффициента сжимаемости естественных газов от приведенного давления при различных приведенных температурах. Нриведенным давлением рг называется отношение давления р газа к его критическому давлению кр. Нриведенной температурой

Подробные данные о свойствах газов и наров, входящих в состав естественных газов, см. в книге нроф. И.Н.Стрижова и И. С. Ходановича [164