ФЕДАРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУВПО ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

ГОРНО-НЕФТЯНОЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА «РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ»

Контрольная работа

по дисциплине «Физика нефтяного и газового пласта»

(физико-химические свойства флюидов)

Вариант №18

Выполнил:

студент группы РНГМу -08-2

Миков И.М.

Проверил:

Злобин А.А

Пермь 2011

Задача 10.1. Определить коэффициент межфазного натяжения на границе СCl₄ – дистиллированная вода при использовании весового метода «счета капель», приняв коэффициент теплового расширения для углеводородных жидкостей – 0,00085 1/˚С, для воды - 0,00055 1/˚С, плотность воды при 20˚С – 1000 кг/м³.

Параметры	Значения параметров
	исходное	в системе СИ
Температура опыта	17^ОС	17^ОС
Плотность СCl4 при 20^ОС	785 кг/м^3	785 кг/м^3
Начальный объем в бюретке	20 см^3	20*10^-2 м^3
Конечный объем в бюретке	26 см^3	26*10^-2 м^3
Количество капель	30	30
Постоянная прибора	1,9 1/с^2*10^-3

Решение.

1) Межфазное (поверхностное) натяжение по методу «счета капель»:

,

где: σ_t - поверхностное натяжение на границе двух несмешивающихся жидкостей, н/м; К – постоянная прибора, которая зависит от формы капилляра, типа крана и бюретки; V_н, V_к - начальный и конечный объемы жидкости в бюретке,м³; ρ₁(t), ρ₂(t)- плотности керосина, воды для соответствующей температуры, кг/м³; n - количество оторвавшихся от капилляра капель.

2) Плотность жидкости при заданной температуре:

,

где: С_t – коэффициент температурного расширения жидкости: для керосина – 0.00085 1/˚С, для воды - 0,00055 1/˚С, t – изменение температуры.

Для исходных данных:

1. плотность СCl₄ для 17˚С:

.

2. плотность воды для 17˚С:

.

3. коэффициент межфазного натяжения на границе СCl₄ – дистиллированная вода:

.

Ответ:

Задача 10.3. Определить значение капиллярного давления ( ) на границе раздела фаз в цилиндрическом гидрофильном капилляре диаметром 2 мкм, угол смачиваемости капилляра на контакте флюидов составляет , межфазное натяжение 100 мН/м.

Дано:

Параметры	Значения параметров
	исходное	в системе СИ
Диаметр капилляра	2 мкм	2*10^-6м
Угол смачиваемости капилляра	60^0	60^0
Межфазное натяжение	100 мН/м	0,1 Н/м

Решение.

.

Ответ: .

Задача 10.5. Пересчитать весовой (массовый) состав смеси природного (попутного) газа в объемный (молярный) и определить для данной смеси молекулярный вес, относительную плотность по воздуху для нормальных и стандартных условий, критические параметры.

Исходные данные:

Газ	Количество в смеси, гр.
Метан ( )	40
этан ( )	16
пропан ( )	16
бутан ( )	16
пентан ( )	12

Решение.

1. молярный объем смеси газа:

М₁(метан ( ))=12+1·4=16 г/моль n(метан ( ))=40/16=2,5 моля;

М₂ (этан ( ))=12·2+1·6=30 г/моль n(этан ( ))=16/30=0,53 моль;

М₃ (пропан ( ))=12·3+1·8=44 г/моль n(пропан ( ))=16/44=0,36 моль;

М₄ (бутан ( ))=12·4+1·10=66 г/моль n(бутан ( ))=16/66=0,24 моль;

М₅ (пентан ( ))=12·5+1·12=72 г/моль n(пентан ( ))=12/72=0,17 моль;

М_см=M₁+M₂+M₃+M₄+M₅=2,5+0,53+0,36+0,24+0,17=3,8 моль.

2. относительная плотность смеси по воздуху:

2.1) для нормальных условий:

а) объемная масса смеси

_см0 = M_см/22,414=3,8/22,414=0,169 (кг/м³),

где 22,414 – объем 1 киломоля при нормальных условиях;

б) относительная плотность газовой смеси

_см = _см0/_воз,

где: _воз - плотность воздуха при нормальных условиях составляет 1,293 кг/м³

_см = 0,169/1,293=0,131.

2.2) Для стандартных условий:

а) найдем объемную массу смеси

_см0 = M_см/24,055=3,8/24,055=0,158 (кг/м³),

где 24,055 – объем 1 киломоля при стандартных условиях;

б) определим относительную плотность газовой смеси

_см = _см0/_воз,

где: _воз - плотность воздуха в стандартных условиях – 1,205 кг/м³

_см = 0,158 /1,205=0,131.

Ответ: Молярный объем смеси газа равен 3,8 моль, относительная плотность для данной смеси при нормальных условиях составляет 0,131,

для стандартных условий 0,131.

Задача 10.8. Определить коэффициент сверхсжимаемости исходной смеси природного (попутного) газа тремя способами: Ляпкова П.Д., Истомина А.З. и используя кривые Брауна.