21. Аномально-вязкие нефти. Структурированные (неньютоновские) жидкости.
Все жидкости делят на 2 класса: ньютоновские и неньютоновские. Для ньютоновской жидкости существует линейная связь между касательным напряжением τ и градиентом скорости du/dr, т.е. τ=µ· du/dr, где µ-коэффициент пропорциональности, не зависящий от градиента скорости.
О
бщее
уравнение неньютоновской жидкости τ=К·
(du/dr)n,
где n-
показатель степени; К-характеристика
консистентности (для ньютоновских
n=1, К→
µ).
1. Вязкопластичные жидкости (ВП) движение которых подчиняется закону Шведова – Бингама (Бингамовские пластики): τ= τ 0+η· du/dr , где τ 0- статическое напряжение сдвига; η- пластическая вязкость. Справедлив для глинистых буровых растворов, водонефтяных эмульсий, суспензий, твердые частицы которой могут образовать в состоянии покоя жесткую трехмерную структуру. τ д- динамическое напряжение сдвига;
τ пр-предельное напряжение сдвига, соответствующее разрушению структуры.
При τ< τ 0 жидкость ведет себя как твердое тело. 2. Псевдопластичные жидкости (ПП): τ= К·( du/dr)n-1· du/dr, где К·( du/dr)n-1- кажущаяся вязкость (велика по сравнению с вязкостью воды). Растворы полимеров и другие жидкости с вытянутыми молекулами, обычные и коллоидные суспензии с твердыми асимметричными частицами. 3. Дилатантные жидкости (ДЖ): угол > 45º; n>1.Это суспензии, у которых жидкой фазы достаточно для заполнения пустот между твердыми частицами только в состоянии покоя или при очень низких скоростях сдвига. К ним относятся суспензии крахмала, силиката калия, песка. У некоторых неньютоновских жидкостей касательное напряжение зависит от времени. Реопектическая жидкость - ж-сть, у которой при постоянном градиенте скорости касательные напряжения во времени растут. Тиксотропная - убывают.
22. Гидраты природных и нефтяных газов. Условия образования.
Г
идраты
нефтяных и природных газов представляют
собой кристаллические соединения,
характеризующиеся строго определенной
структурой. Достаточные условия
образования: высокое давление и низкая
температура. Обязательные условия:
капельная влага. Начало процесса
образования газ.гидратов опред. составом
газа, составом воды, внешним давлением
и температурой. Важное
условие:
парциальное давление паров над гидратами
должно быть выше упругости этих паров
в составе гидрата(равновесие конд и
испар). На практике условия образов.
Гидр. Определяют с помощью равновесных
графиков, устонавливающих зависимость
Т и Р от относит плотн газа Δ(слева
гидраты). H2S
повышает Тгидр,
СО2 понижает.
Для определения места выпадения гидратов
и их количества при транспортировке
наобходимо знать: состав, плотность
газа при рабочих условиях, Р(L),Т(L),
W(P,T).
Выпадение гидратов происходит с левой
стороны от кривой. Образовавшиеся
гидраты могут закупорить скважины,
газопроводы, сепараторы, нарушить работу
измерительных и регулирующих приборов,
выходят из строя штуцера и регуляторы
давления. Способы борьбы:
1.Осушка газа сорбентами. 2. Поддержание темпер-ры газа выше темпер-ры гидратообразования. 3. Ввод ингибиторов гидратообразования, которые поглощают водяные пары из газа и переводят их в раствор, не образующий гидраты или образующий их при более низких температурах (метанол, хлористый кальций, этиленгликоль). 4. Снижение давления газа за гидратной пробкой ниже равновесного давления образования гидратов.