Вязкость газов и углеводородных конденсатов

F/А»?×dv/dу

m [Па×с]

А₁ v

dу

А₂ v+dv

Вязкость газа при низких давления и температурах близка вязкости идеального газа. Значит, можно воспользоваться кинематической теорией, записав уравнение для разреженного газа:

m=r×v×l/3,

где v – средняя скорость движения молекул; l - длина свободного пробега.

Согласно кинетической теории, вязкость зависит от давления и температуры:

С повышением давления плотность возрастает, но l снижается, следствием чего является возрастание вероятности соударения, средняя скорость движения при этом постоянна, и вязкость в начальный период практически постоянна (Dр<<).

С ростом температуры вязкость возрастает, т.к. увеличивается средняя скорость движения молекул, а плотность и длина свободного пробега практически не меняются.

В то же время из определения вязкости, силы, препятствующие перемещению одного слоя относительно другого должны меняться, а, значит, изменение вязкости носит сложный характер.

m Р_mах

Р_min T

При малых давлениях m мало зависит от перепада давлений. С ростом давления и увеличением температуры вязкость газов (m) снижается.

Если у нас возрастает молекулярная масса газа, то вязкость увеличится соответственно.

Учёт наличия неуглеводородных газов, их влияние на вязкость проводится следующим образом:

m=у_а×m_а+(1 – у_а)×m_у,

где у – молярная доля;

m_а – вязкость неуглеводородного газа;

m_у – вязкость углеводородного газа.

Зависимость m от молекулярной массы может быть графически изображена:

m

М

Физические свойства природных нефтей.

Нефть –смесь жидких углеводородов, которая может содержать твердые не углеводороды.

Свойства нефти: компонентный состав (жидкие углеводороды; твердая фаза, например парафин; газы, растворены в нефти).

В общем случае, нефть – многофазная многокомпонентная система-, т.е. ее свойства зависят и от состава, и от взаимодействия фаз.

Физические свойства природных нефтей:

Сжимаемость нефти.

Нефть обладает упругостью, которая измеряется коэффициентом сжимаемости (или объёмной упругости).

b_н=-1/V_н×(dV_н/dр) - (изменение объема при изменение давления).

Он составляет величину порядка от 0,4­ до 0,7 ГПа^-1 (для нефтей, не содержащих растворённый газ). Лёгкие нефти, содержащие значительное количество растворённого газа, обладают повышенным коэффициентом сжимаемости (b_н достигает 14 ГПа^-1).

b_н зависит от температуры и давления, причём чем выше температура, тем больше коэффициент сжимаемости.

b b Т°

40° 120°

Т° Р

Упругий запас.

Нефть обладает определенным упругим запасом, и ее свойства меняются при расширении (например, когда нефть из пласта поднимается на поверхность, её состав меняется, меняется объём), что характеризуется объемным коэффициентом.

Объёмный коэффициент рассчитывается по формуле:

в=V_пл/V_дег,

где V_пл – объём нефти в пластовых условиях;

V_дег – объём дегазированной нефти (на поверхности).

Зависимость объёмного коэффициента от давления выглядит следующим образом:

В

Р_нас Р

Плотность.

Переход от объемных характеристик к массовым.

Плотность пластовой нефти зависит от давления и температуры.

Если плотность нефти составляет r=500 кг/м³, то такая нефть называется лёгкой, или малоплотной. Если плотность равна r=800-900 кг/м³, то такая нефть называется тяжёлой, или высокоплотной.

С ростом температуры плотность нефтей падает, причём падение происходит до давления насыщения, после чего она снова возрастает

Р_нас Р

Диапазон значений вязкости колеблется в пределах от 0,01 до 1000 мПа×с.