§ 4. Физические свойства пластовых вод

Плотность пластовых вод возрастает с увеличением концентрации солей, и в связи с широким изменением минерали­зации плотность пластовых вод может быть различной. Известны рассолы, насыщающие породы, плотность которых достигает 1450 кг/м³ при концентрации солей 642,8 кг/м³. Приблизительная зависимость плотности воды р_в от количества растворенного ми­нерального вещества Q приведена ниже.

в при 15,5 °С, кг/м3	1000	1020	1040	1060	1080	1100	1120	1140
Q, кг/м3	Нет	27,5	55,4	83,7	113,2	143,5	175,8	210,0

Тепловое расширение воды характеризуется коэф­фициентом теплового расширения , (V.11)

где F—изменение объема воды при изменении температуры на t; V — объем воды в нормальных условиях.

Из формулы (V. 13) следует, что коэффициент теплового рас­ширения Е воды характеризует изменение единицы объема воды при изменении ее температуры на 1 °С (1К). По эксперимен­тальным данным, в пластовых условиях он колеблется в пре­делах 1810^-5—9010^-51/°С, возрастая с увеличением темпе­ратуры и уменьшаясь с ростом пластового давления.

Сжимаемость пластовой воды. Коэффициент сжи­маемости воды (V.12) характеризует изменение единицы объема воды при изменении давления на единицу.

В формуле (V.12) V— изменение объема воды при изме­нении давления на р, а V — начальный объем воды при усло­виях опыта.

Коэффициент сжимаемости воды изменяется в пластовых ус­ловиях в пределах (3,7—5,0) 10^-10 Па^-1, а при наличии раство­ренного газа увеличивается и может быть приближенно опре­делен по формуле _вг=_в(1+0,05S), (V.13)

где _вг — коэффициент сжимаемости воды, содержащей раство­ренный газ, Па^-1; _в— коэффициент сжимаемости чистой воды, Па^-1; S — количество газа, растворенного в воде, м³/м³.

Объемный коэффициент пластовой воды ха­рактеризует отношение удельного объема воды в пластовых ус­ловиях V_пл к удельному объему ее в стандартных условиях V_H: (V.14)

Увеличение пластового давления способствует уменьшению объемного коэффициента, а рост температуры со­провождается его повышением. По­этому объемный коэффициент воды изменяется в сравнительно узких пре­делах (0,99—1,06). Правый предел относится к высокой температуре (121 °С) и низкому давлению, левый — к высокому давлению (32 МПа).

Вязкость воды в пластовых ус­ловиях зависит в основном от темпе­ратуры и концентрации растворенных солей. Как следует из рис. V.9, темпе­ратура имеет большое влияние на вяз­кость воды. Влияние давления на вяз­кость воды незначительно и зависит от природы и концентрации раство­ренных солей и от температуры. В об­ласти низких температур (5—10 °С) вязкость слабо минерализованных вод уменьшается с повышением давления.

Р ис. V.9. Зависимость вяз­кости хлоркальциевой, мор­ской и чистой воды от тем­пературы при постоянных давлениях (по В. И. Серге­евич и Т. П. Жузе) 1 — вода Каспийского моря при 29,4 МПа; 2 — вода хлоркальциевого типа Туймазинского месторождения при 19,6 МПа; 3 — вода хлоркальциевого типа Туймазинского месторож­дения при 29,4 МПа; 4 — чистая вода при 29,4 МПа

Наиболее вязки хлоркальциевые воды. При одних и тех же ус­ловиях вязкость их превышает вязкость чистой воды в 1,5— 2 раза.

Так как в воде газы растворяются в небольшом количестве, вязкость ее незначительно уменьшается при насыщении газом. Поэтому вязкость воды в пластовых условиях можно определить (при практических расчетах) обычными капиллярными вискози­метрами при пластовой температуре и атмосферном давлении.