1.6.1. Методика расчета основных физических свойств водонефтяных смесей
Для расчета этих физических параметров при соответствующих термодинамических условиях потока, его расходных характеристик, структурных особенностей, определяют следующие факторы:
1.
Объемная расходная доля воды в смеси
при стандартных условиях:
а) при известных объемных дебитах скважины по жидкости и воде:
(68)
б) при известной массовой расходной доле воды в смеси nв:
(69)
где
Qвст, Qжст - соответственно дебит воды
и жидкости при стандартных условиях,
м3/с
;
- плотность воды и нефти при стандартных
условиях, кг/м3
.
2. Объемные расходы нефти и волы при заданных Р и Т:
где bн - объемный коэффициент нефти, определяемый по (31); bв - обьемный коэффициент воды при Р и Т, определяемый по (52) ( можно приближенно принять bв =1)
3. Объемная расходная доля воды в смеси при Р и Т
(72)
4. Скорость потока водонефтяной смеси в рассматриваемом сечении канала:
(73)
где F-площадь сечения канала.
5. Структура потока. Для водонефтяной дисперсной системы характерны две основные структурные формы, область существования каждой оценивается по критической скорости смеси:
(74)
где
- гидравлический диаметр канала, м ; Р
- смоченный периметр поперечного сечения
канала.
При wсм < wсм кр - водонефтяной поток имеет капельную структуру диспергированная фаза в виде отдельных капель диаметром 0,5 - 2 см, распределена во внешней, непрерывной фазе.
При wсм > wсм кр - поток имеет эмульсионную структуру, диспергированная фаза представлена сферическими каплями диаметром 0,00001 - 0,001 см. Дисперсную систему такой структуры называют эмульсией (микрогетерогенная дисперсная система из двух жидкостей, одна из которых образует изолированные капельки).
1.6.1.1. Капельная структура
Физические свойства водонефтяной смеси рассчитываются после предварительного определения типа водонефтяной смеси. В зависимости от расходной доли воды смесь может быть двух типов:
если bв £ 0.5, то смесь будет типа вода (дискретная, внутренняя фаза) в нефти (непрерывная, внешняя фаза) ; обозначается в / н;
если bв > 0.5 , то смесь типа нефть (дискретная, внутренняя фаза) в воде (непрерывная, внешняя фаза); обозначается н / в.
а) Поверхностное натяжение нефти на границе с водой:
(75)
где
- соответственно поверхностное натяжение
на границе раздела нефть-газ; вода-газ,
рассчитываемые по (38) и (67).
б) Истинные объемные доли фаз в потоке смеси. Для смеси типа в / н:
(76)
где w в пр - приведенная скорость воды,
(77)
-
плотности воды и нефти при заданных Р,Т
в
.
Истинная обьемная доля внешней (непрерывной) фазы, т.е. нефти будет:
(78)
Для смеси типа (Н /В):
где
w
н
пр
- приведенная скорость нефти,
Истинная объемная доля внешней фазы (воды) будет:
(80)
в) Плотность водонефтяной смеси на основе принципа аддитивности:
(81)
г) Кажущаяся динамическая вязкость водонефтяной смеси капельной структуры принимается равной динамической вязкости внешней фазы (мПа·с):
для
смеси (в/н): 
.
(82)
для
смеси (н/в): 
(83)
где µн, µв - вязкости нефти и воды при соответствующих Р и Т