12.Температура насыщения нефти парафином и зависимость его от различных факторов (состав нефти, давления и др.)

Температура начала выпадения (кристаллизации) парафина в нефти наз температурой насыщения нефти парафином (или температурой кристаллизации нефти парафином), измеряется в К либо в ⁰С. Температура изменяется в широких пределах t_нас→ 14 – 16 ⁰С...60 – 65 ⁰С и зависит от большого кол-ва факторов:

1. давления: с увеличением давления температура насыщения возрастает.

2. Кол – во растворенного газа с уменьшением газа в нефти температура насыщения увеличивается, т.к. ухудшаются растворяющие способности жидких УВ в нефти.

3. Содержание АСВ с увеличением их содержания температуа насыщения возрастает.

4. От кол-ва, содержащегося в нефти парафина с увеличением нефти содерж. парафина в нефти температура насыщения повышается.

Наиболее сильное влияние на температуру насыщения оказывает температура; в меньшей степени давление и состав мат-ла (песок, ме. примеси) также будут способствовать увеличению температуру насыщения.

Процесс кристаллизаций парафина в пористых средах практически необратимы и протекает во времени. Под необратимостью процесса понимается следующее: выделение парафина из нефти происходит в условиях, которые значительно отличаются от условий его растворения. Например, если парафин переходит в твердую фазу при температуре 20 – 50 ⁰С, то его можно обратно растворить при температуре 55 - 85 ⁰С, это объясняется многообразием факторов, участвующих в процессе выделения твердой фазы и если в обычных условиях прогреть весь пласт на десятки градусов и растворить парафин – задач почти невозможная.

Процесс образования парафина из нефти происходит следующим образом: Как только уровень перенасыщения раствора нефти парафином превышает уровень метастабильного состояния (т.е. неустойчивое состояние), в нефти появляется большое число зародышей парафина. Находясь в сложной смеси УВ различной полярности, кристаллы парафина играют большую роль адсорбентов для асфальто-смолистых соединений в составе нефти. В результате их адсорбции на гранях кристалла парафина образуется конгломератное соединение, которое наз промысловым парафином.

Молекулы АСВ адсорбированные на гранях кристаллов снижают межфазное поверхностное натяжение и повышают число центров кристаллизации.

С появлением в нефти парафина интенсифицируется снижение проницаемости пласта, что ухудшает процесс фильтрации нефти в забойных скважинах.

Появление парафина выводит из строя внутрискважинное оборудование.

Сведения о температуре насыщения нефти парафином , необходимого при проектировании методов борьбы с уже отложившимся парафином.

Температуру кристаллизации н. пар определяют следующими методами: фотометрическим; объемным; фильтрационным; ультразвуковым.

13.Силы, противодействующие вытеснению нефти из пласта. Эффект Жамена.

Вытеснению нефти из пласта противодействуют следующие силы.

1) Силы вязкого трения. Проявляются в пласте также при течении в трубопроводе, т.е. гидравлическое сопротивление течению нефти в порах пропорционально скорости фильтрации и вязкости.

2) Капиллярные силы- проявляются в зоне контакта несмешивающихся жидкостей. При вытеснении нефти водой за фронтом вытеснения формируются многочисленные столбики нефти, рассеянные в воде. В этой зоне особенно сильно проявляются капиллярные силы.

3) Адгезионные силы (силы прилипания).

Чтобы представить механизм проявления капиллярных сил при движении водонефтяной смеси, остающейся позади водонефтяного контакта, рассмотрим условия перемещения столбика нефти в цилиндрическом капилляре, заполненном и смоченном водой (рис.1).

Рис. 1. Схема деформации капли нефти при её сдвиге в капилляре.

Под действием капиллярных сил столбик нефти будет стремиться принять шарообразную форму, оказывая при это давление Р на пленку воды между стенками капилляра и столбиком нефти:,(1) где  – поверхностное натяжение на границе нефть-вода; R – радиус сферической поверхности столбика нефти; r – радиус ее цилиндрической поверхности.

Становлено, что м/у r,R, cosθ существует соотношение

R=r/ cosθ. R=2 cosθ/r-/r=2/r(cosθ-0,5)

Упростим последнюю формулу приняв угол равным 0.

P=/r

Из этой формулы видно, что чем больше и меньше радиус пор,тем больше давление оказываемое на стенки пор через пленку воды и тем вероятнее неподвижность столбика в капилляре.

Под действием давления, развиваемого менисками, происходит отток жидкости из слоя, отделяющего столбик нефти от стенок капилляра, продолжающийся до тех пор, пока пленка не достигнет равновесного состояния. Эти пленки обладают аномальными свойствами, в частности повышенной вязкостью, и поэтому они неподвижны. Следовательно, с началом движения столбика нефти в капилляре возникнет сила трения, обусловленная давлением нефти на стенки капилляра. Кроме того, прежде чем столбик нефти сдвинется с места, мениски на границах фаз деформируются и займут положение, изображенное пунктирными линиями.

Разность давлений, созданных менисками, будет создавать силу, противодействующую внешнему перепаду давлений: .(2)

Описанное явление, сопровождающееся действием дополнительных сопротивлений при движении пузырьков газа и несмешивающихся жидкостей в капиллярных каналах, впервые исследовано Жаменом и названо его именем. Многочисленные эффекты Жамена возникают также при движении газоводонефтяных смесей в пористой среде. Дополнительное сопротивление и капиллярное давление для единичных столбиков могут быть невелики. Но в пористой среде столбики образуются в больших количествах, и на преодоление капиллярных сил затрачивается значительная часть пластовой энергии. Капиллярные силы способствуют уменьшению проницаемости фаз.

В пористой среде водонефтяная смесь движется в капиллярах переменного сечения, при этом происходит деформация капель. При переходе глобул и шариков нефти, воды или газа из широкой части канала в суженную вследствие неравенства радиусов кривизны менисков возникает дополнительное противодавление.