9. Определение свойств пластовых жидкостей

9.1. Определение физико-химических свойств нефтей

Для подсчёта запасов в лабораторных условиях определяют все необходимые характеристики нефтей.

Химический состав характеризуется количественными характеристиками основных компонентов: углерода, водорода, кислорода, серы и азота. Он выражается в процентах по массе. На товарные свойства нефтей основное влияние оказывает сера. По содержанию серы нефти подразделяются на высокосернистые (более 2% серы), сернистые (0,5-2%) и малосернистые (менее 0,5%).

Фракционный состав отражает относительное содержание (в % по массе) различных фракций нефти, выкипающих в определённом интервале температур. Обычно фракции подразделяют по следующим температурным интервалам начала и конца кипения: бензин 40-200 °С; керосин 200-300 °С; лигроин 270-350 °С; мазут 350-500 °С; гудрон – выше 500 °С.

Групповой углеводородный состав нефти отражает содержание (в % по массе) трёх основных классов углеводородов: парафиновых или метановых, навтеновых и ароматических. Большое значение имеет содержание в нефти парафина, которое колеблется от 1 до 15% и выше. По содержанию парафина нефти подразделяются на высокопарафинистые (более 6%), парафинистые (1,5-6%) и малопарафинистые (менее 1,5%). При изучении нефтей определяют не только общее содержание парафина, но и температуру, и давление его кристаллизации, которые используются в технологических расчётах добычи и транспорта нефти.

Важной составной частью нефтей являются смолы и асфальтены. При перегонке они накапливаются в мазуте.

В стандартных условиях основными параметрами нефтей являются плотность, молекулярная масса, вязкость, температура застывания и кипения. В пластовых условиях – давление насыщения растворённым газом, газосодержание , объёмный коэффициент, коэффициенты усадки, сжимаемости и теплового расширения, плотность и вязкость.

Плотностью вещества называется отношение его массы (М) к занимаемому объёму (V). . Размерность в системе СИ . Единицами измерения плотности служат: кг/м³ (СИ) или г/см³ (СГС).

Вязкостью называется свойство жидкостей и газов сопротивляться сдвигающим усилиям. Вязкость проявляется только при движении жидкости и газа как внутренне трение или сопротивление скольжению слоёв относительно друг друга под действием внешних сил. Различают динамическую и кинематическую вязкость.

Размерность динамической вязкости . В системе СИ единица измерения вязкости ; в системе СГС ; .

Кинематическая вязкость численно равна отношению динамической вязкости к плотности . В системе СИ кинематическая вязкость измеряется в ; в системе СГС единицей измерения является стокс (Ст). .

Газосодержание пластовых жидкостей – количество газа, выделившегося из растворённого состояния при изменении условий от пластовых до стандартных (Vг) и отнесённого к единице объёма дегазированной жидкости (Vж) . Газосодержание выражают в или в .

Давление насыщения растворённых газов называют то давление, при котором в процессе изотермического расширения однофазной пластовой жидкости появляются первые признаки свободного газа. В системе СИ давление измеряется в паскалях (Па).

Объёмный коэффициент представляет собой отношение объёма жидкости в пластовых условиях к объёму после дегазации в стандартных условиях .

Коэффициент сжимаемости пластовых жидкостей показывает, на какую часть своего первоначального объёма изменяется объём жидкости при изменении давления на единицу . Единицей измерения служит (МПа)^-1.

Коэффициент температурного расширения показывает, на какую часть своего первоначального объёма изменяется объём жидкости при изменении температуры на единицу .

Для пластовой воды изучают химический и ионный состав, минерализацию, плотность, вязкость и совместимость с нагнетаемой водой.

Пластовое давление и температура изучается для каждой залежи. Средние значения начального пластового давления определяют по данным замеренных или рассчитанных давлений в первых разведочных скважинах до нарушения равновесия в залежах.