ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 195
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
лированной воды при температуре t2. Стандартными температурами в нашей стране приняты: для воды t2 = 4°С, для нефтепродукта t1 = 20оС и относительная плотность обозначается 204. Поскольку плотность воды при 4 °С равна единице, то числовые значение относительной и абсолютной плотности совпадают.
29. Какие углеводороды и гетероатомные соединения характерны для нефти?
В нефти в основном содержатся следующие классы углеводородов: Алканы. Алканы или парафиновые углеводороды– насыщенные (предельные) УВ с общей формулой. C n H 2n+2. Содержание их в нефти составляет 2 - 30-70 %. Различают алканы нормального строения (н-алканы - пентан и его гомологи), изостроения (изоалканы - изопентан и др.) и изопреноидного строения (изопрены – пристан, фитан и др.).
Гетероатомные соединения нефти и газа - это производные углеводородов или неорганические соединения, содержащие один или несколько атомов кислорода, серы, азота или других элементов. Количество гетероатомных соединений зависит от возраста и происхождения нефти и газа.
Основную долю гетероатомных веществ природного газа составляют CO2, H2S и N2. Углекислый газ образуется в результате разложения нефтяных кислот и сложных эфиров, а сероводород и молекулярный азот - в результате жизнедеятельности микроорганизмов. Гетероатомные компоненты необходимо удалять из природного газа, так как они ухудшают его энергетические характеристики,
Массовое содержание гетероатомов в нефти обычно меньше, чем в природном газе, при этом она содержит больше серо- и азотсодержащих соединений и значительно меньше - кислородсодержащих.
Кислородсодержащие соединения составляют обычно 1-2 % от массы нефти. Это в основном органические соединения - карбоновые кислоты и фенолы. В нефти встречаются также спирты, кетоны, простые и сложные эфиры, в том числе лактоны (циклические сложные эфиры). Основное количество этих соединений содержится в труднокипящих высокомолекулярных фракциях нефти - смолах и альфальтенах.
В состав нефтяных кислот входят алифатические, алициклические (так называемые нафтеновые), ароматические кислоты, а также кислоты смешанного строения. Алифатические кислоты присутствуют во всех фракциях нефти, кроме наиболее низкокипящих. Среди них наибольший интерес представляют кислоты изопреноидной структуры, цепь которых может включать до 25 атомов углерода.
30. Какие закономерности характерны для параметров нефти: плотности, вязкости (динамической и кинематической), упругости, теплоемкости, давление насыщения, теплоты сгорания, электропроводности и диэлектрической проницаемости?
Пластовая нефть – неокисленная, содержащая растворенный газ и находящаяся под пластовым давлением и температурой.
Дегазированная нефть – при подъеме нефти на поверхность снижается давление и температура, из нефти выделяется газ. Нефть может вступать во взаимодействие с кислородом. Такую нефть называют дегазированной или устьевой трапной нефтью.
Свойства и состав пластовой нефти отличаются от дегазированной.
Плотность дегазированной и пластовой нефти.
Плотность дегазированной и пластовой нефти изменяется в широких пределах 600 – 700...1000 кг/м3 .
Присутствие в пл. нефти раств-го газа и повышенная температура пласта приводит к уменьшению плотности нефти.
Не все газы одинаково влияют на плотность нефти при их раств-ии. Так с увеличением давления плотность нефти значительно уменьшается при насыщении ее УВ газами ( метан, этанол, пропан) и неУВ (СО2).
Плотность нефтей насыщенных азотом несколько увеличивается с увеличением давления. Это объясняется тем, что с увеличением давления с одной стороны увеличивается кол-во раств-го в нефти газа, что уменьшает вязкость нефти, с другой при увеличении давления, уменьшается объем нефти из-за упругого ее сжатия, что ведет к увеличению вязкости. Естественно, при раств-ии плохо растворимого азота преобладает второй процесс: процесс увеличения вязкости за счет упругого сжатия нефти.
Вязкость жидкости характеризуется также коэффициентом кинематической вязкости
, то есть отношением динамической вязкости к плотности жидкости. За единицу в этом случае принят м2/с.
На практике иногда пользуются понятием условной вязкости, представляющей собой отношение времени истечения из вискозиметра определённого объёма жидкости ко времени истечения такого же объёма дистиллированной воды при температуре 20 °С.
Вязкость изменяется в широких пределах (при 50°С 1,2÷55·10-6 м2/с) и зависит от химического и фракционного состава нефти и смолистости (содержания в ней асфальтеново-смолистых веществ).
31. Что значит, нефть проявляет ньютоновские и вязкопластичные свойства ?
Ньютоновские нефти характеризуются относительно небольшим содержанием смол, в основном не превышающим 25 %, а при фильтрации таких нефтей в залежах не проявляется начальный градиент давления. . Ньютоновские нефти характеризуются относительно небольшим содержанием смол, в основном не превышающим 15 - 20 %, а при фильтрации таких нефтей в залежах не проявляется начальный градиент давления.
Реология – наука, изучающая механическое поведение твердо-жидкообразных тел, структурно–механические свойства нефтей.
Для ньютоновских жидкостей уравнение Ньютона можно записать:
dV/dt = τ/μ
Уравнение, описывающее связь между касательным напряжением (τ) и скоростью сдвига (dV/dt), называется реологическим.
У ньютоновских жидкостей скорость сдвига пропорциональна касательному напряжению (давлению) и обратно пропорциональна вязкости жидкости. По аналогии с законом Гука: упругое поведение характеризуется пропорциональностью между напряжением и деформацией сдвига.
Вязкость ньютоновской жидкости (μ) зависит только от температуры, давления.
32. Что характеризует гидрофильность и что способствует гидрофилизации поверхности горных пород?
Гидрофильная природа поверхности пластов - коллекторов оказывает капиллярно-удерживающее влияние на содержащуюся в нефтеносной пористой среде воду, что является одним из факторов снижения продуктивности добывающих скважин.
Эффективность заводнения зависит также от характера течения жидкости на микроуровне, что исследовано некоторыми авторами в последнее время в условиях перколяционных моделей многофазной фильтрации с учетом различий вытеснения нефти в зависимости от соотношения капиллярных и вязкостных сил. Отмечено, что основными силами являются капиллярные и гидродинамические.
Отмечено, что гидрофильность заводняемого коллектора определяет изменения капиллярного числа, в связи с чем среднее значение проницаемости поровых каналов зависит от преимущественного наличия участков поверхности нефтепродуктивного пласта с теми или иными свойствами, что выражается в конечном итоге функцией Леверетта для доли воды в потоке жидкости.
Таким образом, гидрофильность поверхности пористой среды оказывает прямое влияние на процессы добычи нефти в связи с изменением баланса между капиллярными и гидродинамическими силами. О значении капиллярных сил дают наглядное представление проведенные эксперименты, преследующие своей целью именно капиллярное вытеснение нефти из пластов
Изменение свойств пластовых пород путем химической модификации границы раздела фаз, - в частности, гидрофобизация их поверхности, способствует снижению затруднений при перемещении жидкой фазы в порах продуктивного пласта, и, в конечном счете, дает возможность интенсифицировать добычу нефти
В то же время, несмотря на выраженную практическую значимость модификации поверхности порового пространства нефтеносных продуктивных пластов, проблема характеризуется недостаточной теоретической и экспериментальной разработанностью и не находит должного отражения в научно-технической литературе последних десятилетий.
Возможность модификации свойств поверхности пористой среды при адсорбции на ней химических соединений определяет устойчивый интерес к целенаправленному поиску эффективных гидрофобизагоров как из числа известных реагентов с гидрофобизирующей функцией, выпуск которых уже освоен промышленностью, либо нарабатываемых в качестве опытных партий, так и новых классов веществ, обладающих заданными свойствами, в том числе, и адсорбционной способностью
33. Что характеризует параметр поверхностного натяжение?
Поверхностное натяжение, стремление вещества (жидкости или твердой фазы) уменьшить избыток своей потенциальной энергии на границе раздела с др. фазой (поверхностную энергию). Определяется как работа, затрачиваемая на создание единицы площади поверхности раздела фаз (размерность Дж/м2). Согласно другому определению, поверхностное натяжение – сила, отнесенная к единице длины контура, ограничивающего поверхность раздела фаз (размерность Н/м); эта сила действует тангенциально к поверхности и препятствует ее самопроизвольному увеличению.
Поверхностное натяжение – основная термодинамическая характеристика поверхностного слоя жидкости на границе с газовой фазой или другой жидкостью. Поверхностное натяжение различных жидкостей на границе с собственным паром изменяется в широких пределах: от единиц для сжиженных низкокипящих газов до нескольких тысяч мН/м для расплавленных тугоплавких веществ. Поверхностное натяжение зависит от температуры. Для многих однокомпонентных неассоциированных жидкостей (вода, расплавы солей, жидкие металлы) вдали от критической температуры хорошо выполняется линейная зависимость:
где s и s0 – поверхностное натяжение при температурах T и T 0 соответственно, α≈0,1 мН/(м·К) – температурный коэффициент поверхностного натяжения. Основной способ регулирования поверхностного натяжения заключается в использовании поверхностно-активных веществ (ПАВ).
34. Что характерно для поверхностно-молекулярных свойств системы "нефть-газ-вода-порода"?
Нефтяной пласт представляет собой залежь осадочных пород в виде тела с 9 огромным скоплением капиллярных каналов и трещин, поверхность которых очень велика. Поэтому закономерности движения нефти в пласте и её вытеснения из пористой среды зависят также и от свойств пограничных слоев соприкасающихся фаз и процессов, происходящих на поверхности контакта нефти, газа и воды с породой.
На формирование залежей углеводородов оказывает влияние количество остаточной воды в залежи (остаточная водонасыщенность, Sв), которая в свою очередь зависит от свойств воды и углеводородов и от природы поверхности горной породы. Под природой поверхности понимаются гидрофильность - способность вещества смачиваться водой и гидрофобность - способность вещества не смачиваться водой.
Физико-химические свойства поверхностей раздела фаз и закономерности их взаимодействия характеризуются рядом показателей - поверхностным натяжением на границе раздела фаз, явлениями смачиваемости и растекания, работой адгезии и когезии, теплотой смачивания.
Поверхностное натяжение
- избыток свободной энергии сосредоточенной на одном квадратном сантиметре площади поверхностного слоя на границе раздела двух фаз. По поверхностному натяжению пластовых жидкостей на различных поверхностях раздела можно судить о свойствах соприкасающихся фаз, закономерностях взаимодействия жидких и твёрдых тел, процессах адсорбции, количественном и качественном составе полярных компонентов в жидкости, интенсивности проявления капиллярных сил и т.д.