5.2 Физические свойства пластовых вод

Плотность пластовых вод возрастает с увеличением концентрации солей, и в связи с широким изменением минерализации плотность вод может быть различной. Известны рассолы, насыщающие породы, плотность которых достигает 1450 кг/м³ при концентрации солей 642,8 кг/м³.

Тепловое расширение воды характеризуют коэффициентом теплового расширения:

(5.1)

где V изменение объема воды при изменении температуры на t; V – объем воды в нормальных условиях.

Из формулы (5.1) следует, что коэффициент теплового расширения Е воды характеризует изменение единицы объема воды при изменении ее температуры на 1⁰. По экспериментальным данным в пластовых условиях он колеблется в пределах от 18 ^. 10^-5 до 90 ^. 10^-5 1/град, возрастая с увеличением температуры и уменьшаясь с ростом пластового давления.

Сжимаемость пластовой воды. Коэффициент сжимаемости воды:

(5.2)

характеризует изменение единицы объема воды при изменении давления на единицу.

Коэффициент сжимаемости воды изменяется в пластовых условиях в пределах (3,7-5,0) 10^-10 м²/н. При наличии растворенного газа коэффициент сжимаемости воды увеличивается и может быть приближенно определен по формуле:

_вг = _в (1 + 0,05 S) (5.3)

где _вг – коэффициент сжимаемости воды, содержащий растворенный газ, в м²/н; _в – коэффициент сжимаемости чистой воды в м²/н; S – количество газа, растворенного в воде, в м³/м³.

Объемный коэффициент пластовой воды характеризует отношение удельного объема воды в пластовых условиях V_пу к удельному объему ее в стандартных условиях V_н:

(5.4)

Увеличение пластового давления способствует уменьшению объемного коэффициента, а рост температуры сопровождается его повышением. Поэтому объемный коэффициент воды изменяется в сравнительно узких пределах (0,99-1,06). Правый предел относится к высокой температуре (121⁰С) и низкому давлению, левый – к низкой температуре (38⁰С) и высокому давлению (32 Мн/м²).

Растворимость углеводородных газов в воде. Растворимость газов в водах возрастает с увеличением давления и уменьшается с ростом температуры. С повышением минерализации ухудшается растворимость газов в воде. Растворимость газа в воде в зависимости от ее минерализации определяют по формуле :

_пл = _пр (1 – k М), (5.5)

где М – минерализация в кмоль/м³; k - коэффициент, зависящий от состава газа;_пл – растворимость газа в минерализованной воде в м³/м³; _пр – растворимость газа в чистой воде в м³/м³.

Вязкость воды в пластовых условиях зависит в основном от температуры и концентрации растворенных солей. Влияние давления на вязкость вод незначительно и зависит от природы и концентрации растворенных солей и от температуры. В области низких температур (5-10⁰С) вязкость слабо минерализованных вод уменьшается с повышением давления. Наиболее вязки хлоркальциевые воды. Вязкость их при одних и тех же условиях превышает вязкость чистой воды в 1,5-2 раза.

В связи с малой растворимостью газов в воде вязкость незначительно уменьшается при насыщении ее газом. Поэтому вязкость ее в пластовых условиях можно определять (для практических расчетов) обычными капиллярными вискозиметрами при пластовой температуре и атмосферном давлении.