Open Library - открытая библиотека учебной информации. Коэффициент растворимости газа в нефти


РАСТВОРИМОСТЬ ГАЗОВ В НЕФТИ И ВОДЕ

Химия РАСТВОРИМОСТЬ ГАЗОВ В НЕФТИ И ВОДЕ

просмотров - 219

От количества растворенного в пластовой нефти газа зависят всœе ее важнейшие свойства: вязкость, сжимаемость, термическое расширение, плотность и др.

Сложность состава нефти и значительные пределы изменения пластовых давлений и температур затрудняют применение термодинамических уравнений для расчетов газонасыщенности нефти при высоких давлениях. По этой причине газонасыщенность нефтей при различных давлениях и температурах обычно определяют по экспериментальным данным.

При небольших давлениях и температурах растворимость газов в нефти подчиняется закону Генри

, 25

где a-коэффициент растворимости газа [м2/Н].

Из формулы (25) следует, что коэффициент растворимости учитывает количество газа, растворяющегося в единице объема жидкости при увеличении давления на единицу.

Коэффициент растворимости реальных газов - величина не постоянная и зависит от рода жидкости и газа, давления, температуры и других факторов, которые сопутствуют растворению газа в жидкости.

Получение зависимостей концентрации газа в жидкости от давления затрудняется не только вследствие отклонения реальных газов от законов идеального, но также потому, что в растворе реальный газ приобретает специфические свойства. Внешнее проявление этих свойств - увеличение объема раствора при введении в него газа. Повышение объема влияет на концентрацию газа в жидкости. Приращение объема раствора определяется количеством растворенного газа, свойствами жидкости и газа, температурой и давлением. Увеличение объема жидкости обычно характеризуется кажущимся удельным объемом растворенного газа в жидкой фазе ᴛ.ᴇ. приращением объема жидкости при растворении в ней 1 кг газа:

, 26

где G ~ масса растворенного газа.

Смысл понятия "кажущийся удельный объем" состоит по сути в том, что приращение объема DV жидкости (нефти) не отражает истинного объема растворенного газ нефти, а является результатом взаимодействия молекулярных сил растворенного газа и жидкости. При растворении газов в нефти коэффициент растворимости газов в зависимости от давления можеткак увеличиваться, так и уменьшаться .(рис. 15).

Перегиб кривой растворимости и возрастание коэффициента aнекоторых газов происходит в связи с увеличением объема жидкости и влиянием этого процесса на концентрацию в ней газа. Приращение объема раствора и интенсивность концентрации газа зависят от количества растворенного газа, свойств жидкостей и газов и их состава. Значительное влияние на растворимость газов оказывают также процесс обратного испарения.

Различные компоненты нефтяного газа обладают неодинаковой растворимостью, причем с увеличением молекулярной массы газа коэффициент растворимости его возрастает. Особенно плохо растворяется азот. Растворимость газов в нефти, помимо давления, температуры и природы газа, зависит также от свойств нефти.

Растворимость газов увеличивается с повышением содержания в нефти парафиновых углеводородов, а при высоком содержании ароматических углеводородов в нефти ухудшается растворимость в ней газов.

Форма изотерм растворимости для различных газов также не одинакова. Для плохо растворимых газов (азот, метан) они характеризуются пологим подъемом, почти равномерным во всœем интервале изменения давления (ᴛ.ᴇ. малорастворимые газы лучше подчиняются закону Генри, чем хорошо растворимые). Изотермы хорошо растворимых газов (СО2, C2H6 , C3H8) характеризуются резким подъемом до определœенных давлений, а затем они выполаживаются. Последнее объясняется обратными процессами растворения компонентов нефти в сжатом газе при высоких давлениях. Это явление в ряду углеводородных газов усиливается с ростом молекулярной массы газа.

На растворимость газов в нефти природа газа влияет в большей степени, чем состав нефти.

Коэффициент растворимости нефтяных газов изменяется в широких пределах и достигает (4-5) • 10-5 м3(м3 • Па).

Углеводородные газы хуже растворяются в нефти с повышением температуры.

Количество растворяющегося в нефти или выделяющегося из нее газа при одинаковых условиях зависит еще от характера процесса - протекает ли он контактно или дифференциально. Контактными (или одноступенчатыми) принято называть такие процессы, при которых весь выделяющийся газ находится в контакте с нефтью. При дифференциальном процессе выделяющийся из раствора газ непрерывно отводится из системы. При этом, очевидно, и состав нефтегазовой смеси в процессе разгазирования непрерывно изменяется. Строгое соблюдение условий дифференциального дегазирования в лабораторных условиях затруднено, и обычно оно заменяется ступенчатым (или многократным) разгазированием. В этом случае количество выделившегося из нефти газа измеряется порциями по мере снижения давления в смеси и отвода выделившегося газа.

В случае если процесс дифференциальный, то количество остающегося в растворенном состоянии газа при одинаковых давлениях будет больше, чем при контактном. Это связано с преимущественным переходом в паровую фазу метана в начале процесса дегазации. С удалением его из системы увеличивается содержание тяжелых углеводородов в составе оставшихся в системе газов. Вследствие этого повышается растворимость их в нефти. В промысловых условиях протекают и контактные, и дифференциальные процессы дегазирования. К примеру, в начальные периоды снижения давления ниже точки насыщения, когда газ в пласте еще неподвижен относительно нефти, процесс более походит на контактное дегазирование. В последующие периоды, когда насыщенность пор газом увеличивается, он по мере выделœения из нефти быстрее движется к забоям скважин и процесс дегазирования напоминает дифференциальный.

Коэффициентом разгазирования принято называть количество газа, выделяющегося из единицы объема нефти при снижении давления на единицу.

Обычно по мере снижения давления коэффициент разгазирования увеличивается, но эта закономерность не всœегда соблюдается. Иногда данный коэффициент при высоких давлениях больше, чем при низких. В области очень высоких температур и давлений коэффициент разгазирования возрастает в связи с явлениями обратного испарения.

Растворимость углеводородных газов в воде незначительна. При этом нужно учитывать, что площадь контакта газовой залежи с подстилающей водой может большой, а давление в пласте достигать 50-70 МПа. В этих условиях значительные количества газа в воде могут находиться в растворенном состоянии.

Законы растворимости газов в воде отличаются некоторыми особенностями. С уввеличением температуры растворимость газов вначале уменьшается, а затем возрастает, пройдя через минимум. При этом температура минимальной растворимости возрастает с увеличением размера молекул газа и зависит от давления. С повышением минœерализации ухудшаетсярастворимость газов в воде.

ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕНИЯ НЕФТИ ГАЗОМ

Давлением насыщения пластовой нефти называют максимальное давление, при котором газ начинает выделяться из нефти при изотермическом ее расширении в условиях термодинамического равновесия.

Давление насыщения зависит от соотношения объемов нефти и растворенного газа, их состава и пластовой температуры. При всœех прочих равных условиях с увеличением молекулярной массы нефти (и плотности) данный параметр увеличивается. С увеличением в составе газа количества компонентов, относительно плохо растворимых в нефти, давление насыщения также увеличивается. Особенно высокими давлениями насыщения характеризуются нефти, в которых растворено значительное количество азота. С повышением температуры давление насыщения может значительно увеличиваться.

В природных условиях давление насыщения может соответствовать пластовому или быть меньше него. При первом условии нефть полностью насыщена газом, при втором - недонасыщена. Разница между давлениями насыщения и пластовым может колебаться в значительных пределах — от десятых долей до десятков МПа. В пластовых условиях на закономерности выделœения газа из нефти оказывают неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ влияние тип породы, количество остаточной воды, ее свойства и другие факторы, обусловленные законами капиллярности и физико-химическими параметрами пластовых жидкостей и горных пород.

СЖИМАЕМОСТЬ НЕФТИ. ОБЪЕМНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ

Нефть, как и всœе жидкости, обладает упругостью, ᴛ.ᴇ. способностью изменять объем под действием внешнего давления. Упругость жидкостей измеряется коэффициентом сжимаемости (или объемной упругости), определяемым из соотношения

. 27

где DV — изменение объема нефти; V — исходный объем нефти; Dр- изменение давления.

Для жидкости следует использовать термин "сжимаемость", а для газов - "сверхсжимаемость".

Из формулы (27) следует, что коэффициент сжимаемости характеризует относительное изменение единицы объема нефти при изменении давления на единицу.

Коэффициент сжимаемости зависит от состава пластовой нефти, температуры и абсолютного давления. Нефти, не содержащие растворенного газа, обладают сравнительно низким коэффициентом сжимаемости, порядка (0,4—0,7) ГПа-1, а легкие нефти со значительным количеством растворенного газа - повышенным коэффициентом сжимаемости (bн достигает 14,0 ГПа-1). Чем выше температура, тем больше коэффициент сжимаемости (рис. 16). Высокие коэффициенты сжимаемости свойственны нефтям, находящимся в пласте в условиях, близких к критическим, в частности, нефтям, окаймляющим газоконденсатные залежи.

Из графика (рис. 16) следует, что с уменьшением пластового давления вплоть давления насыщения коэффициент сжимаемости продолжает увеличиваться.

С количеством растворенного газа в нефти связан также объемный коэффициент b, характеризующий соотношение объемов нефти в пластовых условиях и после отделœения газа на поверхности:

, 28

где Vпл - объем нефти в пластовых условиях; Vдег - объем этой же нефти атмосферном давлении и температуре 20°С после дегазации.

Объем нефти в пластовых условиях превышает объем сепарированной нефти в связи с повышенной пластовой температурой и содержанием большого колиичества растворенного газа в пластовой нефти. При этом высокое пластовое давление по себе обусловливает уменьшение объемного коэффициента͵ но так как сжимаемость жидкостей весьма мала, это давление мало влияет на значение объемного коэффициента нефти (рис.17). При снижении первоначального пластового давления р0 до давления насыщения рн объемный коэффициент нефти незначительно увеличивается в связи с расширением жидкости (рис.17, крю аб). В точке б начала выделœения газа значение b достигает максимума, и дальнейшее падение давления приводит к выделœению газа из нефти и уменьшению объемного kоэффициента.

Используя объемный коэффициент, можно определить усадку нефти, ᴛ.ᴇ. уменьшение объема пластовой нефти при извлечении ее на поверхность (в %). Усадка нефти

. 29

Иногда усадку U относят к объему нефти на поверхности. Тогда

Усадка некоторых нефтей достигает 45-50%.

Читайте также

  • - Растворимость газов в нефти и воде

    От давления вязкость газа практически не зависит (снижение скорости и длины пробега молекул при увеличении давления компенсируется ростом плотности). Динамическая вязкость газа увеличивается с ростом температуры (при повышении температуры увеличивается средняя... [читать подробенее]

  • - Растворимость газов в нефти и воде

    От количества растворённого в пластовой нефти газа зависят все её важнейшие свойства: вязкость, сжимаемость, термическое расширение, плотность и другие. Распределение компонентов нефтяного газа между жидкой и газообразной фазами определяется закономерностями... [читать подробенее]

  • - Растворимость газов в нефти и воде

    Природные газосодержащие пласты всегда содержат воду, поэтому газ в пластовых условиях насыщен парами воды. При изменении условий в залежи с увеличением температуры и уменьшением давления количество водяных паров в газовой фазе увеличивается. Различают абсолютное и... [читать подробенее]

  • - Растворимость газов в нефти и воде

    От количества растворённого в пластовой нефти газа зависят все её важнейшие свойства: вязкость, сжимаемость, термическое расширение, плотность и другие. Распределение компонентов нефтяного газа между жидкой и газообразной фазами определяется закономерностями... [читать подробенее]

  • - Растворимость газов в нефти и воде

    От количества растворённого в пластовой нефти газа зависят все её важнейшие свойства: вязкость, сжимаемость, термическое расширение, плотность и т.д. Распределение компонентов нефтяного газа между жидкой и газообразной фазами определяется закономерностями процессов... [читать подробенее]

  • - РАСТВОРИМОСТЬ ГАЗОВ В НЕФТИ И ВОДЕ

    От количества растворенного в пластовой нефти газа зависят все ее важнейшие свойства: вязкость, сжимаемость, термическое расширение, плотность и др. Сложность состава нефти и значительные пределы изменения пластовых давлений и температур затрудняют применение... [читать подробенее]

  • - РАСТВОРИМОСТЬ ГАЗОВ В НЕФТИ И ВОДЕ

    От количества растворённого в пластовой нефти газа зависят все её важнейшие свойства: вязкость, сжимаемость, термическое расширение, плотность и другие. Распределение компонентов нефтяного газа между жидкой и газообразной фазами определяется закономерностями... [читать подробенее]

  • oplib.ru

    Об утверждении порядка определения коэффициентов, учитывающих наличие свободного и растворенного газа в нефти, Проект приказа Минэнерго России от 15 августа 2014 года

    Об утверждении порядка определения коэффициентов, учитывающих наличие свободного и растворенного газа в нефти

    Проект

    В соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 16 мая 2014 года N 451 "Об утверждении Правил учета нефти" (Собрание законодательства Российской Федерации, 2014, N 21, ст.2704),

    приказываю:Утвердить прилагаемый порядок определения коэффициентов, учитывающих наличие свободного и растворенного газа в нефти.

    МинистрА.В.Новак

    УТВЕРЖДЕНприказом Минэнерго Россииот "__"_______2014 года N_______

    Приложение. Порядок определения коэффициентов, учитывающих наличие свободного и растворенного газа в нефти

    Коэффициенты, учитывающие наличие свободного и растворенного газа в нефти (,), определяются по результатам исследований на основании статистических и экспериментальных данных.При отсутствии статистических и экспериментальных данных коэффициенты, учитывающие наличие свободного и растворенного газа в нефти (,), определяются расчетным путем.

    1. Определение коэффициента, учитывающего наличие растворенного газа в нефти.

    1.1. Расчет, основанный на вычислении относительной плотности растворенного газа.Коэффициент () определяется в общем виде по формуле, при необходимости с поправкой, учитывающей содержание воды:

    ,

    где: - объемная доля растворенного газа, приведенного к стандартным условиям (давление - 101325 Па, температура - +20°С), в единице объема нефтегазоводяной смеси в условиях измерений, куб.м/куб.м; - относительная плотность растворенного газа, определяется по формуле:

    ,

    где: = 1,293 кг/куб.м - плотность воздуха при стандартных условиях (давление - 101325 Па, температура - +20°С), кг/ куб.м; - плотность газа при стандартных условиях (давление - 101325 Па, температура - +20°С) кг/куб.м.

    1.2. Расчет, основанный на вычислении кажущейся плотности растворенного газа.Коэффициент () определяют по формуле:где: - содержание растворенного газа, приведенного к стандартным условиям (давление - 101325 Па, температура - +20°С) в единице объема нефтегазоводяной смеси в условиях измерения, куб.м/куб.м; - плотность попутного нефтяного газа в стандартных условиях (давление - 101325 Па, температура - +20°С), кг/куб.м; - кажущаяся плотность попутного растворенного газа (плотность, которую имеет газ в растворенном в нефти состоянии при рабочих давлении и температуре), кг/ куб.м, определяемая по формуле:

    ,

    где: - плотность обезвоженной дегазированной нефти в стандартных условиях (давление - 101325 Па, температура - +20°С), кг/куб.м.

    1.3. Расчет по графикам зависимостей.Коэффициент () принимают по графику в зависимости от плотности нефти и давления Р в соответствии с приложением к настоящему порядку.

    2. Определение коэффициента, учитывающего наличие свободного газа в нефти.Коэффициент определяется в общем виде по формуле, при необходимости с поправкой, учитывающей содержание воды:

    где: - объемная доля свободного газа в нефтегазоводяной смеси, %.

    Приложение к порядку.

    Приложениек Порядку определения коэффициентов,учитывающих наличие свободногои растворенного газа в нефти

    Электронный текст документаподготовлен ЗАО "Кодекс" и сверен по:

    Единый портал раскрытия информациио подготовке федеральными органамиисполнительной власти проектовнормативных правовых актов и результатахих общественного обсужденияhttp://regulation.gov.ruпо состоянию на 18.07.2014

    docs.cntd.ru

    Коэффициент растворимости газа в нефти

     Коэффициент растворимости газа в нефти

    24. Коэффициент растворимости газа в нефти

    Приращение величины газосодержания в единице объема или массы жидкой нефти при изменении давления на 0,1 МПа

    Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.

    • Коэффициент рассеяния мощности терморезистора
    • коэффициент растекания по горючему

    Смотреть что такое "Коэффициент растворимости газа в нефти" в других словарях:

    • коэффициент растворимости газа в нефти — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN gas in oil solubility factor …   Справочник технического переводчика

    • коэффициент растворимости газа в нефти при давлении начала испарения — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN bubble point gas in oil solubility factor …   Справочник технического переводчика

    • Средний коэффициент растворимости газа в нефти — 25. Средний коэффициент растворимости газа в нефти Отношение газосодержания пластовой нефти к величине давления насыщения Источник: ОСТ 39 112 80: Нефть. Типовое исследование пластовой нефти. Объем исследования. Форма представления результатов …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    • начальный коэффициент растворимости газа в нефти — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN initial gas in oil solubility factor …   Справочник технического переводчика

    • ОСТ 39-112-80: Нефть. Типовое исследование пластовой нефти. Объем исследования. Форма представления результатов — Терминология ОСТ 39 112 80: Нефть. Типовое исследование пластовой нефти. Объем исследования. Форма представления результатов: 12. Газосодержание Количество углеводородов, перешедших в газовую фазу при изменении условий от пластовых до атмосферных …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    • Природный газ — (Natural gas) Природный газ это один из самых распространенных энергоносителей Определение и применение газа, физические и химические свойства природного газа Содержание >>>>>>>>>>>>>>> …   Энциклопедия инвестора

    • Закон Генри — ► Henry s law Объем газа, растворенного в единице объем жидкости, прямо пропорционален давлению, если температура остается постоянной, а жидкость и газ не действуют друг на друга химически. Коэффициент пропорциональности, входящий в уравнение… …   Нефтегазовая микроэнциклопедия

    • Вода — С древнейших времен стали понимать великое значение воды не только для людей и всяких животных и растительных организмов, но и для всей жизни Земли. Некоторые из первых греческих философов ставили воду даже во главе понимания вещей в природе, и… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

    • Плутоний — 94 Нептуний ← Плутоний → Америций Sm ↑ Pu …   Википедия

    normative_reference_dictionary.academic.ru

    коэффициент растворимости газа в нефти

     коэффициент растворимости газа в нефти

    Тематики

    • нефтегазовая промышленность

    EN

    • gas-in-oil solubility factor

    Справочник технического переводчика. – Интент. 2009-2013.

    • коэффициент растворимости газа в воде
    • коэффициент растворимости газа в нефти при давлении начала испарения

    Смотреть что такое "коэффициент растворимости газа в нефти" в других словарях:

    • Коэффициент растворимости газа в нефти — 24. Коэффициент растворимости газа в нефти Приращение величины газосодержания в единице объема или массы жидкой нефти при изменении давления на 0,1 МПа Источник: ОСТ 39 112 80: Нефть. Типовое исследование пластовой нефти. Объем исследования.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    • коэффициент растворимости газа в нефти при давлении начала испарения — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN bubble point gas in oil solubility factor …   Справочник технического переводчика

    • Средний коэффициент растворимости газа в нефти — 25. Средний коэффициент растворимости газа в нефти Отношение газосодержания пластовой нефти к величине давления насыщения Источник: ОСТ 39 112 80: Нефть. Типовое исследование пластовой нефти. Объем исследования. Форма представления результатов …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    • начальный коэффициент растворимости газа в нефти — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN initial gas in oil solubility factor …   Справочник технического переводчика

    • ОСТ 39-112-80: Нефть. Типовое исследование пластовой нефти. Объем исследования. Форма представления результатов — Терминология ОСТ 39 112 80: Нефть. Типовое исследование пластовой нефти. Объем исследования. Форма представления результатов: 12. Газосодержание Количество углеводородов, перешедших в газовую фазу при изменении условий от пластовых до атмосферных …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    • Природный газ — (Natural gas) Природный газ это один из самых распространенных энергоносителей Определение и применение газа, физические и химические свойства природного газа Содержание >>>>>>>>>>>>>>> …   Энциклопедия инвестора

    • Закон Генри — ► Henry s law Объем газа, растворенного в единице объем жидкости, прямо пропорционален давлению, если температура остается постоянной, а жидкость и газ не действуют друг на друга химически. Коэффициент пропорциональности, входящий в уравнение… …   Нефтегазовая микроэнциклопедия

    • Вода — С древнейших времен стали понимать великое значение воды не только для людей и всяких животных и растительных организмов, но и для всей жизни Земли. Некоторые из первых греческих философов ставили воду даже во главе понимания вещей в природе, и… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

    • Плутоний — 94 Нептуний ← Плутоний → Америций Sm ↑ Pu …   Википедия

    technical_translator_dictionary.academic.ru