Физика пласта: Курс лекций по одноименной дисциплине, страница 27

Критическая точка температуры смесей газов находится между критическими температурами чистых компонентов, также увеличивается критическая точка давления, она выше, чем для чистых компонентов. Критическое давление смеси повышается с увеличением ее молекулярной массы.

Так как анализ многокомпонентных систем довольно сложен, на практике рассматривается бинарная система с метаном и остальными компонентами совокупно.

У многокомпонентных систем на диаграммах «давление -температура» кривые точек начала кипения и точек росы не совпадают и образуют фазовую диаграмму (рисунок 4.2б).

В области выше критической в многокомпонентной системе с изменением температуры и давления происходят особые фазовые превращения. Все критические точки компонентов смеси соединяются общей огибающей линией.

В связи со сложным составом конденсатных систем и значительным преобладанием в них метана, закономерности фазового состояния изучаются на бинарных смесях. Рассматриваются диаграммы двухкомпонентных систем. С повышением температуры смесь достигает точки кипения, далее в смеси объем газовой фазы увеличивается но, достигнув максимума, начинает уменьшаться до точки начала кипения другого компонента, т.е. две точки парообразования. Так же и при изменении давления при одинаковой температуре имеется две точки росы, между которыми существует двухфазная смесь (рисунок 4.2а). Рассмотренные процессы фазовых превращений называют процессами ретроградного испарения и конденсации, а залежи называют газоконденсатными.

Рисунок 4.2 -  Диаграммы фазового состояния

 двухкомпонентных систем

а) - зависимость «давление — удельный объем» для смеси н-пентана и н-гептана,.

Влияние влаги на фазовые превращения углеводородов.Природные газы в пласте контактируют с остаточной водой в коллекторах, а также с подстилающими и краевыми водами, поэтому содержат пары воды. Относительная влажность газа определяется отношением количества паров воды, находящихся в газе при данных условиях, к максимально возможному их количеству при тех же условиях. Абсолютная влажность определяет количество водяных паров, находящихся в единице объема газа,  г/м³, г/кг. С повышением температуры влагосодержание газа растет, с повышением давления снижается. Влагосодержание газа уменьшается с ростом концентрации солей в воде, т.к. они понижают парциальное давление паров воды. Увеличение молекулярной массы газа незначительно влияет на влажность газа.

Влажность газа влияет на фазовые превращения углеводородных систем, изменяя точку кипения и точку росы. Давление начала конденсации увеличивается. При снижении давления газовой влагосодержащей смеси при изотермическом состоянии выделяется конденсат и вода.

Фазовое состояние системы «нефть-газ». В зависимости от состава газа и нефти, пластового давления и температуры газ в газовой шапке может быть сухим, жирным или конденсатным. С увеличением глубины залегания число месторождений с газоконденсатной шапкой увеличивается.

С повышением давления при постоянной температуре газовая фаза обогащается компонентами нефти, плотность и молекулярная масса конденсата возрастают. С ростом температуры при постоянном давлении увеличивается содержание конденсата в газовой фазе. При одинаковых условиях в газовой фазе больше растворяется легких нефтей.

Растворимость газа в нефти зависит от его состава и природы, возрастая в последовательности метан, – этан – этилен – пропан. Критические параметры нефтегазовых смесей значительно выше, чем газоконденсатных. На величину критических параметров влияет порода пласта, в связи с адсорбцией асфальто-смолистых компонентов поверхностью твердой породы, что способствует обогащению жидкой фазы легкими фракциями. Остаточная вода способствует увеличению критического давления.