Растворимость газов в нефти

В пластовой нефти всегда содержится растворимые газы, количественное их содержание хар-ся газосодержанием (газонасыщенностью).

Газосодержащие пластовые нефти – кол-во газа растворенного в ед. объема пластовой нефти, сохраняющееся постоянно при пластовом давлении равном либо превышающем давление насыщения; и уменьшающееся в процессе разработки залежи в процессе сжижении пластового давления ниже давления насыщения

Г_н = V_г / V_пл.н [м³/м³] (1)

где V_г – объем содержащегося газа в ед. объема пластовой нефти

Максимальное кол-во газа, которое может быть раств. в ед. объема пластовой нефти при опред. давлении и температуре наз-ся растворимостью газа.

Газосодержание может быть равным или меньшим растворимости газа. Растворимость газов при небольших давлениях и температурах подчиняются линейному закону Генри, который записывается в следующем виде:

V_г = α · V_ж · Р (2)

V_г – кол-во газа, раств в объеме жидкости, [м³]

V_ж – объем жидкости, [м³]

Р – абсолютное давление газа над поверхностью жидкости, [Па]

α - коэф-нт раств. газа в жидкости

Физический смысл коэф-та растворимости.

Он показывает кол-во газа растворенного в ед. объема или массы нефти при увеличении давления на единицу и может изменяться в пределах от долей до 40-50 м³ / м³ · МПа

α = V_г / V_ж · Р , [м³ / м³ · МПа ; Па^-1]

Газовый фактор – объемное кол-во газа, добытого с одним м³ либо тонной дегазированной нефти

или

Газовый фактор – это кол-во газа, приходящегося на 1 т или 1 м³ добытой нефти.

Г_ф =V_г / V_д.н. → [м³ / м³ ; м³ / т]

Различают начальный, текущий и средний газовый фактор:

• начальный – отношение количеств добытого газа и нефти за первый месяц или квартал работы скважины.

• текущий – отношение добытого газа и нефти за любой ограниченный отрезок времени.

• средний – отношение количеств газа и нефти добытого с начала разработки до любой произвольной даты.

Различные компоненты нефтяного газа обладают неодинаковой растворимостью в нефти. С увеличением молекулярной массы коэф-нт растворимости УВ-ых газов возрастает. Из неУВ-ых газов: углекислый газ обладает весьма высокой растворимостью, а азот наиболее низкой.

Лекция № 10

Пример: коэф-нт растворимости отдельных газов в Ромашкинской нефти

Газ α, м³ / м³ · МПа

1) СО₂ 13,0

2) СН₄ 3,8

3) N₂ 0,88

Замечено, что растворенность газов в нефти увеличивается с возрастанием содержания в нефти парафинов УВ и уменьшается с ростом ароматических УВ и асфальтосмолистых веществ (АСВ).

С увеличением давления растворенность газов увеличивается, но это увеличение различно для различных газов.

рис. 1

Выводы из рис. 1: для N₂ и СН₄ пологий подъем, растворимость равномерна и подчиняется закону Генри, а для хорошо растворимых газов СО₂ и попутный газ, растворимость характеризуется резким подъемом до определенных давлений, а затем выполаживанием. Последнее обуславливается обратными процессами растворения компонентов нефти в сжатом газе (ретроградные фазовые превращения).

Очень часто в нефтепромысловой практике мы встречаемся с процессами разгазирования. Различают контактный и дифференциальный процессы разгазирования.

• Контактный – когда весь выделившийся из нефти газ остается в контакте с нефтью.

• Дифференциальный – когда выделившийся из нефти газ постоянно отводится.

Представление о количестве выделившегося газа дают кривые разгазирования.

Q – кол-во выделившегося газа