Фізико-хімічні властивості нафти, газу, води та їх сумішей
Способи вираження складів сумішей і зв'язок між ними
Склад суміші характеризується числом компонентів суміші та їх співвідношенням. Співвідношення визначаються частками: масової, об'ємною, молярної. Сума часток усіх компонентів суміші дорівнює 1.
В
Масова і молярна частки
Масова частка i-го компонента в суміші:
i (1.1)
m i - маса i-го компонента в суміші
r-число компонентів в розчині
Молярна частка i-го компонента в суміші дорівнює:
i (1.2)
n i - число молей i-го компонента в суміші
n i = m i /M i (1.3)
З 1.2 з урахуванням 1.1 і 1.3 слід:
(1.4)
(1.5)
В
Масова і об'ємна частки
Об'ємна частка для сумішей, підкоряються правилу адитивності, визначається таким чином:
(1.6)
V i - обсяг i-го компонента перед змішуванням при заданих температурі і тиску суміші.
Так як (- щільність i-го компонента при заданій температурі і тиску)
(1.8)
(1.9)
Об'ємна і молярна частки
(1.10)
Для газоподібних продуктів в першому наближенні можна прийняти, що в діапазоні тисків, мало що відрізняються від атмосферного, ставлення молярної маси газу до його щільності практично постійно, тобто const, отже, для суміші газів
(1.13)
Перемішування газонафтових сумішей різного складу
Для розрахунку складів сумішей, які утворюються в результаті перемішування r сумішей користуються такими формулами:
Для сумішей газів у нормальних (стандартних) умовах
(1.14)
Для сумішей нафт
(1.15)
N ij N is , - молярна частка i-го компонента в j-розчині і в суміші, одержуваної в внаслідок змішування r розчинів (газів, нафт); V j - обсяг j-розчину при нормальних (стандартних) умовах; n j - число молей j-нафти.
Рівняння 1.15 є загальним і справедливо для сумішей речовин в будь-яких агрегатних станах. Наприклад, при перемішуванні пластових нафт різних свердловин, що працюють в єдиний збірний колектор, склад получающегося нафтового газу може бути розрахований за формулою 1.16:
1.16
Q н j - дебет сепарований нафти j-свердловини; Г j - газосодержание пластової нафти j-свердловини (об'єм газу приведений до нормальних або стандартним умовам).
При видаленні із суміші окремих компонентів повністю або частково, атомні частки залишилися компонентів можна розрахувати за рівнянням 1.17:
1.17
N i молярна частка i-го компонента в суміші первісного складу N i уд - молярна частка частини i-го компонента, що видаляється з суміші: повністю
N i = N i уд , частково - N i уд N i
газосодержание нафти та її об'ємний коефіцієнт
Газосодержание нафти визначають як відношення обсягу газу, що виділяється з пластової нафти в результаті її одноразового розгазування при температурі 20 про С і атмосферному тиску до об'єму сепарований нафти:
Г 0 = V г /V н (1.18)
V г - об'єм газу одноразового розгазування при температурі 20 про С і атмосферному тиску (м 3 ), V н - обсяг сепарований нафти, що залишається після одноразового розгазування при температурі 20 про С і атмосферному тиску (м 3 )
Масову частку розчиненого в нафті газу можна визначити за формулою 1.19:
(1.19)
m н , m г - маси сепарований нафти і газу (Кг), н - щільність сепарований нафти в стандартних умовах (кг/м 3 ), г - щільність газу одноразового розгазування при температурі 20 про С і атмосферному тиску (кг/м 3 )
Молярна частка розчиненого в нафті газу визначається за формулою:
1.21
М нг - молярна маса нафти з розчиненим у ній газом, М г - молярна маса газу (кг/кмоль). Якщо невідома молярна маса нафти з розчиненим у ній газом, то молярну частку розчиненої в нафті газу можна розрахувати за рівнянням 1.22:
(1.22)
М н - молярна маса дегазованої нафти.
Молярну масу пластової нафти можна визначити з 1.21 і 1.22
(1.23) <...
