Физика пласта: Курс лекций по одноименной дисциплине, страница 19

Колориметрические (оптические) свойства нефтизависят от содержания асфальтно-смолистых веществ, изменение концентрации которых изменит вязкость, плотность и другие свойства нефти. В связи с этим в практике исследований свойств нефти широко применяются фотоколориметрические методы. Суть метода заключается в определении коэффициента светопоглощения  К_сп  нефтью, который зависит от длины волны падающего света, состава нефти и ее температуры. Длину волны света и температуру нефти устанавливают одинаковой для любых нефтей и их растворов. Фотоколориметрические методы широко используются на практике ввиду их простоты и быстроты определения коэффициента поглощения света.

Люминесценция. Нефти при попадании на них света  часть его отражают, другую часть поглощают, и сами начинают светиться, люминесцировать характерным свечением. Применяя ультрафиолетовое освещение можно обнаружить даже тысячные доли процента нефти в горных породах и растворах. Люминесцентный анализ широко применяется при поисках и разведке нефтяных месторождений для исследования присутствия нефти в буровом растворе, шламе и керне. Этот метод применяют и для определения состава, структуры и количества смолисто-асфальтеновых компонентов.

Оптическая активность нефти. При прохождении через нефть поляризованного луча света его плоскость поляризации смещается под действием полициклических нафтенов. Нефти более древних отложений менее оптически активны, чем нефти молодых отложений.

Термодинамические свойства нефти

Температура кипения. Температура кипения углеводородов зависит от их строения. Чем больше атомов углерода входит в состав молекулы, тем выше температура их кипения. Первые углеводороды (С₁ – С₅) находятся в газообразном состоянии в обычных атмосферных условиях. Фракции, выкипающие до 60 ⁰С, называются петролейным эфиром, до 200 ⁰С – бензиновыми, до 300 ⁰С – керосиновыми, до 400 ⁰С – газойлевыми, до 500 ⁰С смазочными маслами, выше 500 ⁰С –  асфальтовыми.

Теплота сгорания Теплотой сгорания называется количество теплоты, выделяемое 1 кг нефти при сгорании до образования углекислоты и воды. Теплота сгорания нефти составляет 10915 – 10430 ккал. С увеличением плотности нефти теплота сгорания уменьшается.

Теплоемкость нефти зависит от температуры, давления и количества растворенных газов. Теплоемкость нефти и газа значительно выше теплоемкости горных пород. Величина теплоемкости однофазовой нефти меньше, чем газа и нефтегазовой смеси. Теплоемкость нефти увеличивается с увеличением температуры и давления, при этом изменение температуры оказывает большее влияние на теплоемкость, чем изменение давления.

Теплопроводностьнефти находится в пределах l= (15 – 83), газа – (0,0016 – 0,116) Вт/(м град), что в несколько раз меньше, чем теплопроводность горных пород. Для нефти и газа большое значение имеет конвекционная теплопроводность в результате их движения и переноса ими тепловой энергии.

Энтальпия(нагревание) – тепловая энергия, которая затрачивается на увеличение внутренней энергии системы. Энтальпия –  это функция состояния системы, её полная энергия, Энтальпию можно определить как количество тепла, которое нужно затратить для перехода тела бесконечно малого объема к данному состоянию при постоянном давлении.

Энтропия (превращение) – это мера обесцененной энергии, бесполезного тепла рассеянного в окружающем пространстве не превращенного в полезную работу. Энтальпия  и энтропия измеряется  в ккал/кг.

С повышением энтальпии и энтропии нефтегазовой системы улучшается термодинамическое состояние залежи и увеличивается нефтеотдача коллекторов.

Свойства нефти в пределах залежи. В залежи свойства нефти изменяются особенно значительно с ростом глубины, растет плотность и содержание смол. Вязкость нефти увеличивается от купола к крыльям залежи. Давление насыщения газом и количество растворенного газа уменьшаются к водо-нефтяному контакту. К крыльям складки уменьшается объемный коэффициент нефти. В приконтурных частях в нефти содержится меньше азота и легких углеводородов.