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

НЫХ по поверхностным натяжениям пластовых жидкостей. На фиг. 51 приведены изотермы поверхностного натяжения для нефтяной фазы, находящейся в равновесии с атмосферой или своими парами, полученные экспериментально для низкомолекулярных парафиновых углеводородов, и дана экстраполяция кривых до высоких молекулярных весов.

Как и следует ожидать из общих физических соображений, поверхностное натяжение уменьшается с понижением молекулярного веса и увеличением температуры. При 21,1 С поверхностные натяжения сырых нефтей на границе с воздухом лежат в пределах от 24 до 38 dnjcM.

-fZ3 -73. О 37J ЩЗ /Щ8 ZOU/ 260 3i6,3

Темпе pa mil о а, С

Фиг. 51. Изменение поверхностного натяжения парафиновых углеводородов с температурой.

i -метан» 2 -этан; -пропан; 4 -изобутан; 5-к-бутан; б - «-пентан; 7 - н-гексан; 8 - «-гептан; 9 - «-октан; 10 - молекулярный вес.

Поверхностное натяжение чистой воды меняется линейно от 72,5 dnjCM при 21,1° С до 60,1 dnjCM при 93,4° С со средним градиентом 0,171 dnjcM °С. В буровых водах наблюдаются два противоположных эффекта, которые влияют на их поверхностное натяжение. Неорганические минеральные соли, присутствующие в водах, сообщают им некоторое повышение поверхностного натяжения. Поверхностно активные агенты, растворенные в водах благодаря контакту с нефтью, уменьшают их поверхностное натяжение. В отмеченном интервале температур при обычных условиях наличие солей в водах приводит к поверхностному натяжению на границе с воздухом от 59 до 76 дн1см. Данные о влиянии растворенного газа на поверхностное натяжение сырых нефтей довольно скудны. Работы по изучению иранской сырой нефти проводились при давлении 34-40 ат.

На фиг. 62 приведены результаты экспериментов в более широком интервале давления при 31,1° С. Природный газ, растворенный в нефти, резко снижает ее поверхностное натяжение. Отсюда при пластовом давлении поверхностное натяжение насыщенной сырой нефти намного ниже, чем при атмосферном давлении. Сравнение изотерм поверхностного натяжения 1 и 2, полученных на границе с воздухом, и других опытов, где применялся природный газ или двуокись углерода (СОг), показывает, что влияние повышения температуры, согласно фиг. 51, уравновешивает эффект понижения растворимости газа при высоких температурах. При пластовых давлениях и температурах поверхностное натяжение сырой нефти может быть ниже \ чем это получается из фиг. 52. Можно ожидать его значение порядка 1 дн/см при давлениях и температурах, превышающих 204 ат и 65,6° С. В критическом состоянии углеводородной системы поверхностное натяжение полностью исчезает.

Было изучено и измерено влияние растворенного газа на поверхностное натяжение подземных вод в пределах до 240 ат на тощем природном газе. Результаты опытов приведены на фиг. 53, где видно, что процент снижения поверхностного натяжения велик, хотя меньше, чем для сырых нефтей.

Взаимодействие между газом и нефтью на разделе фаз в эксплуатационных системах требует равновесия поверхностного натяжения нефти на границе с газом. Взаимодействие между водой и нефтью на разделе фаз зависит от поверхностного натяжения на границе между этими фазами. Известно большое количество исследований поверхностного натяжения систем сырой нефти и воды из тексасских нефтяных месторождений. На фиг. 54 приведены изотермы поверхностного натяжения для водонефтяных систем некоторых месторождений в Северо-западном Тексасе. Изменение поверхностного натяжения на границе нефть - вода с температурой обычно происходит быстрее, чем изменение поверхностного натяжения сырой нефти на границе с воздухом, как это вытекает из фиг. 51. Количественной зависимости между поверхностным натяжением на границе нефть - вода и природой сырой нефти, на первый взгляд, нет, но общая

* Была разработана методика вычисления поверхностного натяжения углеводородных систем. Однако она требует знания составов паровой и жидкой фаз, их плотностей и постоянных индивидуальных компонентов, связанных с поверхностными натяжениями отдельных компонентов.

Данные р - v - Т естественного газа и буровых вод указывают на растворимость газа в дестиллированной воде порядка 26,8 м/м при 170 ат и 37,52 м/м при 340 ат с небольшими температурными колебаниями. Влияние солености буровых вод состоит в понижении растворимости газа примерно на 5%, считая на каждый процент твердой фазы рассола. Растворенный газ повышает также сжимаемость жидкости примерно на 9% на каждые 18 м/м воды. Содержание воды в газовой фазе в равновесии с раствором газа в воде быстро возрастает с ростом температуры и понижением давления; ниже 102 ат это составит около 1 дм на 180 газа при 136 ат и 93,4° С. Твердая фаза буровых вод в 2% снижает содержание воды в газовой фазе на 5%.

ZZZ 8f,6 108,8 /36 /63,г

Дабленив насыщения ат

Фиг. 52. Поверхностное натяжение сырых нефтей и бензола в зависимости от давления насыщения на

границе.

I, 2-воздух; 5, 4?, б -нефтяной газ; 5-двуокись углерода; 7 -бензол, двуокись углерода.

60 SO

о зи 58 т 136 170 zo4- 138 иг

Давление, ат

Фиг. 53. Поверхностное натяжение воды на границе с природным газом в зависимости от давления насыщения.