Определение давления схождения констант фазового равновесия углеводородных смесей

Один из методов заключается в том. что многокомпонентная смесь рассматривается как бинарная, состоящая из метана и сложного компонента. Давление схождения этой бинароной смеси определяется как критическое давление системы, при котором данная температура является критической.

Молекулярная масса нормальных парафиновых углеводородов, составляющих смесь с метаном, определяет расположение огибающей критических точек. Для сложных смесей парафиновых, изопарафиновых и нафтеновых углеводородов положение ее определяется по эквивалентной молекулярной массе сложного компонента, которая находится по формуле

где - массовая концентрация компонента в тяжелой части смеси

- эквивалентная молекулярная масса этого компонента.

Для нормальных парафиновых углеводородов с молекулярной массой величина . На найденной таким способом огибающей кривой критических точек давление схождения определяется как точка пересечения ее с заданной изотермой.

ЛЕКЦИЯ 11

Поверхностно-молекулярные свойства системы горная порода-вода-нефть

1. Роль поверхностных явлений

при движении пластовых жидкостей

В связи с тем, что поверхность контактов жидкостей с породой и между собой в пласте очень велика, закономерности их движения тесно связаны со свойствами граничных слоев соприкасающихся фаз. С ростом дисперсности системы явления, происходящие на границах раздела фаз оказывают все большее влияние на характер движения пластовых жидкостей. Очевидно также, что важнейшую проблему увеличения нефтеотдачи пластов нельзя решить без детального изучения процессов, происходящих на поверхности раздела фаз.

2. Зависимость поверхностного натяжения пластовых жидкостей от давления и температуры

По величине поверхностного натяжения пластовых жидкостей на различных границах можно судить о свойствах соприкасающихся фаз, о закономерностях взаимодействия жидких и твердых тел, о процессах адсорбции, об интенсивности проявления капиллярных сил и пр. Влияние температуры и давления на поверхностное натяжение жидкостей можно установить исходя из молекулярного механизма возникновения свободной поверхностной энергии и энергетической сущности поверхностного натяжения.

С повышением температуры уменьшается поверхностное натяжение на границе чистой жидкости с ее паром, что связано с ослаблением межмолекулярных сил. Эта зависимость определяется как

(1)

где и - поверхностное натяжение соответственно при температуре t и 0 ^оС,

- температурный коэффициент, сохраняющий свойства константы вдали от критической температуры, 1/град.

С ростом давления поверхностное натяжение жидкости на границе с газом понижается. Причем для нефти она изменяется сложным образом, то снижаясь, то увеличиваясь с общей тенденцией к понижению. Это связано со сложным компонентным составом нефтей. Чем выше растворимость газа в нефти, тем интенсивнее снижается межфазное натяжение с повышением давления.

Межфазное натяжение слабоактивных неполярных нефти на границе с водой с вообще может не зависеть от давления. При наличии в нефти водорастворимых полярных компонентов поверхностное натяжение ее на границе с водой может увеличиваться с ростом давления и температуры вследствие растворения этих компонентов в воде. При насыщении нефти газом зависимость поверхностного натяжения от давления носит сложный характер, то снижаясь, то повышаясь. Это связано с изменением концентрации полярных компонентов на границах раздела фаз при растворении газа в нефти. В связи с более высокой растворимостью газа в нефти по сравнению с водой поверхностное натяжение нефти на границе с газом изменяется интенсивнее, чем для воды. Повышение температуры сопровождается ухудшением растворимости газа и увеличением коэффициента сжимаемости нефти. Поэтому поверхностное натяжение при этом снижается. Следовательно повышение давления и температуры оказывает противоположное влияние на характер изменения поверхностного натяжения и иногда компенсируется друг другом.