Раздел 2. Состав и свойства пластовых флюидов

Уровень усвоения - 1

Студент должен:

знать: состав и свойства нефти и таза;

уметь: сравнивать состав и физические свойства нефти и газа различных месторождений, классифицируя их в зависимости от содержания серы, парафина, смол.

 

Нефть, её химический состав. Качественная характеристика нефтей.

Классификация нефтей в зависимости от содержания серы, парафина, смол и других компонентов. Фракционный состав нефтей. Общие принципы переработки нефти. Плотность нефти. Вязкость нефти (динамическая и кинематическая, условная). Способы измерения плотности и вязкости нефти. Давление насыщения. Газовый фактор. Пластовый нефтяной газ. Углеводороды, входящие в состав нефтяного газа: теплота сгорания, теплоёмкость, взрываемость, плотность, вязкость, растворимость газов и жидкостей, дросселирование. Уравнение состояния газов.

Состояние углеводородных газожидкостных смесей при изменении давления и температуры. Диаграмма фазовых состояний многокомпонентной системы.

Литература: О-1 стр.19 - 35

 

Методические указания

Состав и свойства пластовых флюидов определяют товарные качества нефти и газа, условия работы и долговечность образования. Содержание в нефти сернистых соединений, парафина, смол ухудшают ее качество, вызывают осложнения при добыче, перекачке и переработке нефти. Товарные качества нефти, в свою очередь, определяют выбор технологии и ежегодные объемы добычи нефти и влияют на общие технико-экономические показатели разработки месторождения.

Все это требует детального изучения состава и свойств нефти, газа и воды; классификации по содержанию отдельных соединений. Также рекомендуется рассмотреть вопрос влияния состава и свойств флюидов на процессы добычи нефти.

Знания настоящей темы необходимы для выполнения геологического раздела курсового и дипломного проектов, по заданию которого требуется проанализировать товарные качества нефти конкретного месторождения.

При изучении материала необходимо обратить внимание на вопрос фазового состояния углеводородных систем, так как в меняющихся термодинамических условиях нефть и газ могут находиться в жидкой и паровой фазах, что требует отделения легко испаряющихся компонентов, а это влияет на выбор технологии разработки месторождения.

 

Вопросы для самоконтроля

1. Как влияет содержание парафина, смол, сернистых соединений на процесс добычи нефти?

2. Охарактеризуйте элементарный, групповой и фракционный составы нефти.

3. Какие нефти относятся к высокопарафинистым (сернистым)?

4. Как определяют плотность нефти? В каких пределах изменяется плотность нефти?

5. Что такое вязкость? В каких пределах изменяется вязкость нефти?

6. Виды вязкости.

7. Какие компоненты входят в состав природных газов?

8. Какой газ называется идеальным, жирным, сухим?

9. Какое давление называют давлением насыщения пластовой нефти?

10. Что такое критическое давление и критическое температура газа?

11. Что называют коэффициентом сверхсжимаемости газа, что он характеризует?

12. Объясните практическое применение диаграмм фазовых состояний углеводородных систем.

 

 

Раздел 3. СОСТОЯНИЕ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ В ПЛАСТОВЫХ УСЛОВИЯХ

Уровень усвоения - 2

Студент должен:

знать: состояние жидкостей и газов в пластовых условиях, молекулярно-поверхностные свойства системы «нефть – газ – вода – порода»;

уметь: определять приведенное пластовое давление, давление насыщения

нефти газом, объёмный коэффициент сжимаемости газа, коэффициент растворимости газа.

 

Пластовое давление и температура. Приведённое пластовое давление. Распределение пластового деления по структуре незанятого разработкой и разрабатываемого пласта. Определение пластовых давлений в нефтяных и газовых скважинах.

Физические свойства нефти в пластовых условиях. Плотность и солёность воды. Содержание связанной воды в нефтяной залежи. Нефте - и водонасыщенность коллекторов.

Молекулярно-поверхностные свойства системы «нефть - газ - вода - порода». Поверхностное натяжение. Смачивание твёрдых тел жидкостью и краевой угол. Избирательное смачивание. Капиллярные эффекты.

Литература: О-1 стр.35 - 57

 

Практическое занятие №1

Определение приведённого пластового давления, давления насыщения нефти газом, объёмного коэффициента.

Определение плотности и усадки нефти в пластовых условиях, коэффициента сжимаемости газа, коэффициента растворимости газа.

 

Методические указания

Состояние и свойства пластовых флюидов в значительной степени зависят от величины пластовых давления и температуры, газосодержания. Распределение пластового давления по площади, динамика изменения во времени несут ценную информацию и показатели, характеризующие свойства нефти в пластовых условиях, необходимые при проектировании разработки месторождения.

На процесс извлечения нефти и газа оказывают непосредственное влияние пластовые воды, они участвуют во всех поверхностных явлениях, которые сопровождают движение нефти и газа в коллекторе. При выборе методов повышения нефтеотдачи пластов также требуется изучение свойств пластовых вод. Далее необходимо уделить достаточно внимания изучению молекулярно-поверхностных свойств пластовых жидкостей и закономерностям взаимодействия их с твердой фазой коллектора, одному из важнейших разделов науки о нефтяном пласте. В конечном счете, поверхностные явления в пласте определяют его нефтеотдачу.

С молекулярно-поверхностными явлениями мы сталкиваемся при образовании и разрушении водонефтяных эмульсий, которые осложняют процессы транспортировки нефти вследствие их высокой вязкости. Студенты должны четко представлять процесс образования эмульсий, знать их типы и свойства.

 

Вопросы для самоконтроля

1. Что понимают под пластовым давлением?

2. Как можно рассчитать пластовое давление в нефтяной и газовой скважине, единицы измерения пластового давления?

3. Какое давление считается аномально высоким пластовым давлением?

4. Какая необходимость пересчета пластового давления на определенный уровень?

5. Как можно определить пластовую температуру?

6. Какие специальные показатели введены для характеристики свойств нефти в пластовых условиях?

7. Как учитываются физические свойства нефти при проектировании разработки месторождений?

8. Какими поверхностными явлениями сопровождается движение нефти и газа в пористых средах?

9. Типы и механизм образования водонефтяных эмульсий?

10. Какие факторы влияют на образование стойких эмульсий?

11. Как влияют молекулярно-поверхностные явления на процесс перемещения нефти в пласте?