Промысловая лаборатория по изучению жидкостей и газов применяемая аппаратура и методики анализов

Необходимость тщательного изучения свойств нефтей, газов и вод диктуется требованиями:

а) их оптимального использования (схемы переработки, извлечение ценных попутных компонентов);

б) подсчета подземных запасов;

в) составления проекта рациональной разработки;

г) безаварийной эксплуатации промыслового хозяйства;

д) первичной подготовки и транспорта добываемой продукции;

е) охраны окружающей среды и недр.

Природные нефти с растворенными газами, свободные газы с растворен­ными в них конденсатами, а также воды нефтяных и газовых месторожде­ний весьма разнообразны по химическому составу и физическим свойствам. Даже в пределах одного и того же месторождения свойства флюидов раз­ных залежей могут существенно различаться. Более того, нередко в пределах единых залежей установлено изменение свойств нефтей, газов и вод. Это предопределяет необходимость индивидуального изучения свойств флюидов каждой залежи, а также выявления закономерностей их изменения по объему залежи. Суждения о свойствах нефтей и газов на основе аналогии с сосед­ними месторождениями или залежами в большинстве случаев недопустимы.

Свойства пластовых вод значительно более однородные, однако и их следует изучать индивидуально для каждого данного пласта и месторождения.

Свойства нефтей, газов и вод на поверхности заметно отличаются от их свойств в пластовых условиях вследствие влияния растворенного газа, тем­пературы и давления, поэтому приходится изучать отдельно свойства флюидов как в поверхностных, так и в пластовых условиях. Кроме того, свойства изменяются в процессе разработки, что вызывает необходимость в ряде слу­чаев изучать изменения свойств флюидов в зависимости от переменных дав­ления и температуры.

В качестве стандартных условий на поверхности приняты дав­ление 0,1 МПа и температура 20 °С. Именно к этим условиям должны при­водиться все определения свойств флюидов на поверхности. Поверхностные пробы нефти, конденсата и воды отбирают из скважин, промыслового обору­дования или транспортных средств в бутыли, а пробы газа — в бутыли через водяной затвор и отправляют в лабораторию на анализы.

Важнейшими исследованиями, выполняемыми в поверхностных условиях, являются химический анализ нефти, газа, конденсата и воды, а также изме­рения плотности и вязкости нефти, конденсата и воды.

Плотностью любого вещества называется отношение его массы М к занимаемому объему V. На практике часто используют безразмерную относительную плотность — отношение плотности данного вещества к плотности дистиллированной воды при +4 °С. Поскольку плотность дистиллированной воды при +4 °С очень близка 1000 кг/м³, числовые значения абсолютной и относительной плотностей веществ практически совпадают.

Вязкостью называется свойство жидкостей и газов сопротивляться сдвигающим усилиям. Вязкость проявляется только при движении жидкостей и газов как внутреннее трение или сопротивление скольжению слоев друг относительно друга под действием внешних сил.

Количественно вязкость измеряется величиной коэффициента абсолютной вязкости (или просто абсолютной вязкостью). Размерность абсолютной вяз­кости

Важнейшими параметрами, определяемыми по глубинным пробам, явля­ются: газосодержание (газонасыщенность), давление насыщения растворен­ных газов, объемный коэффициент, коэффициент сжимаемости (объемной упругости), коэффициент теплового расширения, а также плотность и вяз­кость в соответствующих термобарических условиях. ванного Газосодержание (газонасыщенность) пластовых жидкостей показы­вает объемное количество растворенного газа (измеренного в стандарт­ных условиях), содержащегося в единице объема пластовой жидкости.

Газосодержание обычно выражают в м³/м³, или в см³/л. Понятие о растворимости газа и газосодержании пластовой нефти не следует отождествлять с понятием об эксплуатационном газовом фак­торе Г, который представляет собой объемное количество газа, добытого совместно с 1 м³ дегазированной нефти. Он определяется по данным о до­быче нефти и газа за определенный отрезок времени.

Давлением насыщения (упругостью) растворенных газов назы­вают то наименьшее давление, при котором весь сопутствующий нефти или воде газ находится в растворенном состоянии. Как и всякое, давление насыщения измеряется в Па.

Объемный коэффициент пластового флюида b представляет собой отношение объема пластовых условиях к объему того же флюида после дегазации в стандартных условиях.

Коэффициент сжимаемости (объемного упругого расширения) пластовых жидкостей показывает, на какую часть своего первоначального объема (по отношению к этому первоначальному объему ) изменяется объем жидкости при изменении давления на единицу

Коэффициент теплового расширения показывает, на ка­кую часть своего первоначального объема (по отношению к этому первона­чальному объему Vo) изменяется объем жидкости при изменении темпера­туры на ] °С:

Химический элементарный состав нефтей, характеризуется обязательным наличием пяти элементов — углерода, водорода, кислорода, серы и азота при резком преобладании первых двух. Он выражается в про­центах (или долях единицы) по массе.

Фракционный состав отражает относительное содержание (в % по массе) различных фракций нефтей, выкипающих в определенных интер­валах температур..

Групповой углеводородный состав нефти отражает содержа­ние (в % по массе) трех основных классов углеводородов: парафиновых или метановых (алканы), нафтеновых (цикланы) и ароматических (арены).

Важной составной частью нефтей являются смолы и асфальтены. Это наиболее сложные нефтяные высокомолекулярные соединения, всегда содер­жащие углерод, водород, кислород, серу и почти всегда — азот. Смолисто-асфальтеновые вещества практически не переходят в нефтяные фракции при перегонке и накапливаются в мазуте, откуда они извлекаются различными углеводородными растворителями (петролейный эфир, бензол и др.). Содер­жание собственно смол (силикагелевых, нейтральных) в нефтях составляет от 2 до 40 %, а сумма смол и асфальтенов лишь изредка достигает 45 %. Молекулярная масса смол 500—1000, а асфальтенов — до 10 000. Асфальтены заметно влияют на физические свойства нефтей из-за высоких молекулярной массы, плотности, поверхностной активности и относительной неустойчивости.

Специфическое свойство почти всех нефтей их оптическая актив­ность, т. е. способность вращать плоскость поляризации световых лучей. Обычно нефти вращают плоскость поляризации вправо.

В настоящее время все физические свойства пластовых нефтей иссле­дуют в специальных лабораториях по глубинным пробам, отобранным гер­метичными пробоотборниками. Плотность и вязкость обычно находят при начальном пластовом давлении, тогда как остальные параметры — при на­чальном давлении и при постепенно снижающемся давлении. В результате составляют графики изменения соответствующих коэффициентов в зависи­мости от давления (а иногда и от температуры).

Дата добавления: 2015-08-20