Физика пласта: Курс лекций по одноименной дисциплине, страница 22

больше растворимость в ней газов. Растворенный в нефти газ увеличивает объем нефти и уменьшает её плотность, вязкость и поверхностное натяжение. Если объем газа значительно превышает объем нефти, то при давлении более 25 МПа и температуре 95 0С наступает обратная растворимость – жидкие углеводороды растворяются в газе и могут полностью превратиться в газ. При понижении давления из смеси будет выпадать конденсат (жидкие углеводороды).

Миграция нефти через плохо проницаемые породы невозможна, но нефть, растворенная в газе, может мигрировать. Это свойство следует учитывать при прямых и геохимических методах поисков месторождений нефти и газа, а так же при  разработке месторождений.

Уравнение состояния газов.  Состояние газа характеризуется давлением  r, температурой  Т, объемом  V. Уравнение состояния реальных газов отличается от идеальных, а четкие математические уравнения описывают состояние идеальных газов. Уравнение состояния Ван-дер-Ваальса для реальных газов имеет вид:

(р + а / V2) (V - в) = R Т,

где   р – давление, а - сила притяжения молекул, в –  объем молекул газа, Vобъем газа, Т – температура, R – газовая постоянная.

Однако в промысловом деле имеется смесь газов, что затрудняет применение уравнения. Разработаны другие уравнения для этого случая: Битти – Бриджмена; Бенедикта, Ватта, Рабина. Для практических расчетов пользуются уравнением Клапейрона, учитывающем коэффициент сжимаемости (сверхсжимаемости) реальных газов:

р V =  Z m R T ,

где,  Z- коэффициент сжимаемости, mмасса.

Реальный газ по свойствам приближается к идеальному при низких давлениях. С повышением давления молекулы газа сближаются, возрастают силы притяжения между ними, и газы сжимаются сильнее, коэффициент сжимаемости уменьшается. С ростом давления свойства газа приближается к свойству жидкости, начинают проявляться взаимоотталкивающие силы между молекулами, и коэффициент сжимаемости вновь возрастает.

Коэффициент сжимаемости газа – это степень изменения его объема при отличии температуры и давления в долях от критических значений. Термодинамические свойства газов, с равными приведенными температурой и давлением, практически одинаковы, т.к. газы находятся в одинаковом приближении к жидкому состоянию. Графики коэффициента сжимаемости газов в приведенных координатах с практической точностью совпадают и используются для вычисления удельных объемов и других параметров любого газа.

Рпр= р /(Σ уi ркр i ),   Тпр = Т / (Σ уi Ткр i),

где  р,Т –  давление и температура газа, уi - мольная концентрация  i-го компонента газа. Рпр , Тпр  –  выражают давление и температуру в долях от критических величин.

Для идеального газа   f = р, для реального  g = f /р, где  g - коэффициент летучести, р – давление. Приближенно    f = Z р.

 


.

Минимум коэффициента сверхсжимаемости газа обусловлен переходом от силы притяжения между молекулами к силам отталкивания с увеличением давления. При высоких температурах минимум отсутствует, работают силы отталкивания. С увеличением температуры коэффициент сверхсжимаемости газа увеличивается.

С помощью коэффициента сжимаемости определяют объем газа в различных условиях

V = V0 Z (Т / (273 р)) ;   V/ V0 = (Z / р) (Т/ 273)

Отклонение законов состояния реальных газов от идеальных учитывают используя функцию давления  f –  летучесть (фугитивность). Это функция исправленного давления, после учета величины его формулы идеального газа, становится пригодны для определения состояния реального газа (рисунок 3.5)

3.4 СВОЙСТВА ПЛАСТОВЫХ ВОД

Строение молекулы и структурные особенности воды. Масса воды состоит из 11,11% водорода и 88,89% кислорода. Это простейшее химическое соединение одного атома кислорода и двух атомов водорода. Известно три изотопа водорода – протий, дейтерий, тритий и шесть изотопов кислорода. Поэтому в природных условиях выявлено 18 разновидностей  молекул воды. Природная вода в основном состоит из молекул 1Н216О, а остальные разновидности присутствуют в ничтожно малых количествах.