Конспект лекцій № 1-19 з дисципліни “Основи нафтогазової справи” (Основні елементи сучасної системи нафтогазопостачання. Екологія нафтогазовидобування), страница 21

Умовою газоподібного стану суміші є перевага в її складі метану. У чисто газових родовищах його більше ніж 90%. Інше складають азот, сірководень, двоокис вуглецю, інші вуглеводні.

При високих тисках щільність газової фази наближається до щільності легких вуглеводневих рідин. У цих умовах  рідина розчиняється у стиснутому газі. Такі родовища називають газоконденсатними.

Взагалі частіше зустрічаються родовища, в яких вуглеводнева суміш знаходиться у двофазному стані. Так, у газонафтових родовищах одночасно існують газова шапка і нафтова лиштва. Крім того, друга фаза утворюється  у процесі розроблення покладів: при неминучому зниженні тиску в пласті з нафти виділяється розчинений газ, а зі стисненого газу випадає конденсат.

Нижні частини продуктивних пластів підпираються пластовими водами, які звуть підошвовими. За межами покладу води називають крайовими.

Нарешті, у пласті наявна зв’язана вода, яка тонкою плівкою покриває частинки породи. Вміст такої води  у нафтових покладах складає 10...30% порового простору, а у газових родовищах із низькопроникними колекторами – до 70%. Кількість зв’язаної води необхідно знати для підрахунків запасів нафти і газу.

Високі тиск та температура у пласті позначаються на властивостях нафти, конденсату, газу і води, які там знаходяться. По-перше,  залежно від термодинамічних умов змінюються співвідношення об’ємів нафтової і газової фаз. При природному тиску частина газу розчинена у нафті й воді. Оцінюється його кількість за допомогою газового фактора - об’єм газу, який виділяється з нафти при повній її дегазації при нормальному тиску, віднесений до 1 т дегазованої нафти. За однакових умов розчинність вуглеводневих газів у нафті на порядок більша ніж у воді.

Тиск, нижче від якого починається виділення розчиненого у нафті газу, називається тиском насичення.

Основними параметрами нафти, конденсату, газу й води у пластових умовах є в’язкість, щільність і параметри, які впливають на зміну об’єму фаз - стисливість, об’ємний  коефіцієнт.

В’язкість – властивість рідини чи газу чинити опір переміщенню одних її (його) частин відносно інших. В’язкість пластової нафти значно відрізняється від в’язкості дегазованої нафти тому, що у пласті нафта має підвищений тиск і температуру. Найменша в’язкість нафти у пласті є при пластовому тиску насичення. Таке можна сказати й про пластову воду. В’язкість газу має складну залежність від тиску та температури.

Щільність нафти у пластових умовах залежить від складу нафти і газу, температури і тиску, змінюється аналогічно в’язкості. На щільність пластових вод, окрім перелічених факторів, значно впливає їх мінералізація. Щільність збільшується зі збільшенням мінералізації.

Нафта і вода володіють властивістю зменшувати свій об’єм під тиском. Пружні властивості цих рідин характеризуються величиною коефіцієнта стисливості. Він визначається як відношення зміни об’єму рідини до добутку її первісного об’єму на зміну тиску.

,  1/МПа ;                                 (6.3)

де  - коефіцієнт стисливості;                                

- зміна об’єму;

- первісний об’єм середовища;

           *- зміна тиску.

Для води  = (4...5)х10-5 1/МПа; для дегазованої нафти  = (4...7)х10-4 1/МПа; для пластової нафти  = 140х10-4 МПа.

При розчиненні газу в рідині її об’єм збільшується. Відношення об’єму рідини з розчиненим у ній газом у пластових умовах до об’єму цієї рідини після її дегазації називається об’ємним коефіцієнтом. У пластових умовах газовий фактор може складати більше ніж 1000 м3, то й об’ємний коефіцієнт пластової нафти може бути 3,5 і більше. Об’ємні коефіцієнти для пластової води становлять 0,99...1,06.

Під проникністю гірських порід розуміють спроможність породи пропускати крізь себе рідини і гази. Проникність гірських порід характеризується коефіцієнтом проникності, який входить до складу формули лінійного закону Дарсі і має розмірність «метр у квадраті». Фізичний сенс цієї розмірності полягає у тому, що проникність характеризує як би площу каналів пористого середовища, за якою проходить фільтрація. А з закону Дарсі, з урахуванням теорії розмірностей, витікає, що коефіцієнтом проникності величиною в 1 м2 володіє зразок пористого середовища площею поперечного перерізу  1 м2 і довжиною  1 м, крізь який при перепаді тиску  1 Па витрати рідини в’язкістю  1 Па-с складають 1 м3/с.