Свойства нефти. Плотность нефти. Свойства пластовой воды

где Т_н — нормальная температура, Т_н = 273,15К; а   и   b — коэффициенты, определяемые из рис.23.5 в зависимости от С, где величина С определяется из равенства:

С = х,                                                                            (99.5)

z = x— суммарное содержание Н₂S и CO₂  в объемных процентах в составе газа.

5.2. Свойства нефти

При освоении газонефтяных месторождений часто встречаются случаи, когда к скважине одновременно притекают и жидкость и газ. Это связано обводнением газовых скважин, выпадением и частичным выносом из призабойной зоны конденсата, образованием конуса нефти из нефтяной оторочки, а также прорывом газа через вскрытый нефтенасыщенный интервал. В связи с открытием многочисленных газонефтяных месторождений с маломощной нефтяной оторочкой возможность и необходимость одновременного отбора газа и нефти, а в ряде случаев газа, нефти и воды требует изучения продуктивность скважины по каждой фазе. Для интерпретации результатов исследования скважин вскрывшие нефтяные и газонефтяные пласты, прогнозирования показателей разработки газонефтяных месторождений, подсчета запасов нефти, а также обустройства газонефтяных промыслов необходимы свойства пластовых нефтей. Свойства нефти входят в исходные уравнения фильтрации нефти в пористой среде и движения нефти (чаще всего газонефтеводоносной  смеси) по стволу и по наземным коммуникациям.

При проектировании разработки газонефтяных месторождений используют свойства пластовых нефтей определенных в основном только экспериментально и в меньшей степени аналитически, разработанные на базе обобщения результатов экспериментальных изучений многочисленных нефтяных месторождений. По углеводородному составу нефти подразделяются на метановые (парафиновые), нафтеновые и ароматические. В составе добываемых нефтей присутствуют также сера, азот, кислород и т.д. Сера в нефти присутствует в свободном состоянии,  в виде сероводорода Н₂S и сернистых соединений — сульфиды, дисульфиды, меркаптаны и т.д.

5.2.1.   Плотность нефти

Плотность нефти зависит от состава нефти, давления, температуры и количества растворенного газа. В пластовых условиях плотность нефти меньше ее плотности при нормальных условиях, что связано в основном растворенным газом. При сравнительно высоких давлениях, когда плотность растворенного газа становится сопоставимой с плотностью жидкой фазы с дальнейшим увеличением давления плотность нефти растет. На рис. 24.5 показано изменение плотности от давления двух нефтяных месторождений. Следует подчеркнуть, что не все фазы, растворяясь в нефти, одинаково влияют на ее плотность. С повышением давления плотность нефти уменьшается при насыщении ее углеводородными газами и незначительно увеличивается при насыщении азотом и СО₂. Рост давления выше давления насыщения нефти газом Р_н приводит к незначительному увеличению плотности нефти. Часто в гидродинамических расчетах используют относительную плотность нефти. Относительная плотность нефти — это отношение ее плотности при Р_ат и Т_ст к плотности воды при Т=277 К и Р_ат. В диапазоне изменений Т=273¸323 относительную плотность нефти можно определить по формуле:

= r_н.ст - a(Т - 20),                                                  (100.5)

где r_н.ст — плотность нефти при Р_ат и Т_ст=293. Величина a определяется по формуле:

a = [1,828 - 1,320×r_н.ст] ×10^-3    или  a = 5,11×10⁴(r_н.ст + 100/Т_ср.м)/,                (101.5)

Т_ср.м — среднемолярная температура кипения нефти, К; при известной молярной массе нефти величину a можно определить по формуле:

a = 0,0006 + 0,0375(-0,0002 + 1/М_н),                                               (102.5)

М_н — молекулярная масса нефти. В более широком диапазоне изменений температуры (20¸120⁰С) относительную плотность нефти можно определить по формуле:

= r_н.ст /[1 + a(Т - 20)],                                                      (103.5)

Значение a зависит от величины плотности нефти при стандартных условиях и определяется по формулам:

при 0,78 £ r_н.ст £ 0,86            a = [3,083-2,638r_н.ст] × 10^-3;              (104.5)

при 0,86 £ r_н.ст £ 0,96            a = [2,513-1,975r_н.ст] × 10^-3.              (105.5)

5.2.2. Плотность нефти с растворенным в ней газом

В пластовых условиях плотность нефти с учетом растворенного газа r_нпл может быть определена по формуле:

r_н.пл = (r_н.ст + Гr_г.ст)/b,                                                                      (106.5)

где r_н.ст — плотность нефти при Р_ат и Т_ст; r_г.ст — плотность газа при стандартных условиях; Г — газовый фактор, т.е. отношение объема газа, растворенного в нефти при пластовой температуре и давлении насыщения к объему дегазированной нефти. Объемы газа и нефти при расчете  Г  должны быть приведены к стандартным условиям;   b  — объемный коэффициент нефти, определяемый по формуле:

b = 1 + l Г +a(Т_пл - 20) - b_нР_пл,                                            (107.5)

где l — безразмерный параметр, определяемый как отношение удельного