29.Растворимость газов в нефти. Газосодержание пластовой нефти. Газовый фактор. Влияние растворенного газа на физ св-ва нефти. Контактный и дифференциальный процессы разгазирования.
В пластовой нефти всегда содержатся растворимые газы, количественное их содержание хар-ся газосодержанием (газонасыщенностью).
Газосодержание пластовой нефти – кол-во газа растворенного в ед. объема пластовой нефти, сохраняющееся постоянно при пластовом давлении равном либо превышающем давление насыщения; и уменьшающееся в процессе разработки залежи в процессе сжижении пластового давления ниже давления насыщения
Гн = Vг / Vпл.н [м3/м3]
Vг – объем содержащегося газа в ед. объема пластовой нефти
Максимальное кол-во газа, которое может быть раств. в ед. объема пластовой нефти при опред. P и t наз-ся растворимостью газа.
Газосодержание может быть равным или меньшим растворимости газа. Растворимость газов при небольших давлениях и температурах подчиняются линейному закону Генри:
Vг = α · Vж · Р
Vг – кол-во газа, раств в объеме жидкости Vж, [м3]
Р – абсолютное давление газа над поверхностью жидкости, [Па]
α - коэф-нт раств. газа в жидкости
Физический смысл α - кол-во газа растворенного в ед. объема или массы нефти при увеличении давления на единицу и может изменяться в пределах от долей до 40-50 м3 / м3 · МПа
α = Vг / Vж · Р , [м3 / м3 · МПа ; Па-1]
Газовый фактор – это кол-во газа, приходящегося на 1 т или 1 м3 добытой нефти.
Гф =Vг / Vд.н. = [м3 / м3 ; м3 / т]
Различают начальный, текущий и средний газовый фактор:
- начальный – отношение количеств добытого газа и нефти за первый месяц или квартал работы скважины.
- текущий – отношение добытого газа и нефти за любой ограниченный отрезок времени.
- средний – отношение количеств газа и нефти добытого с начала разработки до любой произвольной даты.
Различные компоненты нефтяного газа обладают неодинаковой растворимостью в нефти. С увеличением молекулярной массы коэф-нт растворимости УВ-ых газов возрастает. Из неУВ-ых газов: углекислый газ обладает весьма высокой растворимостью, а азот наиболее низкой.
Пример: коэф-нт растворимости отдельных газов в Ромашкинской нефти (Газ - α, м3 / м3 · МПа)
СО2 - 13,0
СН4 - 3,8
N2 - 0,88
Замечено, что растворенность газов в нефти увеличивается с возрастанием содержания в нефти парафинов УВ и уменьшается с ростом ароматических УВ и асфальтосмолистых веществ (АСВ).
С увеличением давления растворенность газов увеличивается, но это увеличение различно для различных газов.
Выводы: для N2 и СН4 пологий подъем, растворимость равномерна и подчиняется закону Генри, а для хорошо растворимых газов СО2 и попутный газ, растворимость характеризуется резким подъемом до определенных давлений, а затем выполаживанием. Последнее обуславливается обратными процессами растворения компонентов нефти в сжатом газе (ретроградные фазовые превращения).
Очень часто в нефтепромысловой практике мы встречаемся с процессами разгазирования. Различают контактный и дифференциальный процессы разгазирования.
- Контактный – когда весь выделившийся из нефти газ остается в контакте с нефтью.
- Дифференциальный – когда выделившийся из нефти газ постоянно отводится.
Представление о количестве выделившегося газа дают кривые разгазирования.
Q – кол-во выделившегося газа.