Влияние физико-химических свойств нефти на их разработку

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

По дисциплине: «Разработка нефтегазовых месторождений»

На тему: «Влияние физико-химических свойств нефти на их разработку»

Содержание

Введение

1. Типы и свойства нефтей

2. Физические свойства нефти

3. Температуры застывания, помутнения

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Разработка нефтяных и газовых месторождений - комплексная область знаний, включающая научно обоснованный выбор систем и технологий разработки месторождений, моделирование и расчеты процессов вытеснения нефти и газа из пластов, определение рациональной системы воздействия на пласт, прогнозирование показателей разработки месторождения, планирование и реализацию выбранного метода разработки, проектирование и регулирование разработки месторождений.

Нефть имеет сложный химический состав и представляет собой смесь углеводородных и других соединений. Основные составляющие углеводороды нефти:

· Метановые - (парафиновые) с общей формулой С_nН_2n+2

· Нафтеновые - С_nН_2n

· Ароматические - С_nH_2n-6

Главными элементами в составе нефти являются углерод (до 87 %) и водород (до 14%). Среди других компонентов в составе нефти присутствуют сера (до 6%), азот (до 0.3%), кислород (до 3%). В малых количествах в нефти содержатся тяжелые металлы и другие элементы. В нефти могут быть растворены различные газы органического и неорганического происхождения.

Сами углеводороды бесцветны, а цвет нефти придают содержащиеся в ней смолы и асфальтены. Смолы обладают интенсивной окраской и сильной красящей способностью.

К основным характеристикам нефти и нефтепродуктов относятся:

1) плотность;

2) молекулярная масса (вес);

3) давление(пластовое давление);

4) вязкость;

5) температуры застывания, помутнения и начала кристаллизации;

6) растворимость и растворяющая способность.

1. Типы и свойства нефтей

Физические свойства нефти зависят от преобладания в ней тех или иных классов углеводородов. В зависимости от преимущественного содержания углеводородов нефть может называться:

· парафиновой,

· нафтеновой

· ароматической.

Наблюдается зависимость -- чем больше геологический возраст нефти, тем больше в ее составе парафина, и чем больше в нефти парафина, тем меньше в ее составе смол и асфальтенов. Высокопарафинистая нефть характеризуется наименьшим содержанием серы, ванадия и никеля. Высокое содержание парафина в нефти осложняет и удорожает процессы ее добычи, транспортировки и переработки. При добыче и перекачке высокопарафинистой нефти парафин отлагается на стенках труб. В магистральных трубопроводах толщина отложений парафина достигает 30 мм. Свойства нефти в пластовых условиях из-за высоких давлений, температур и содержания растворенного газа значительно отличаются от свойств дегазированной нефти. Физические свойства нефти в пластовых условиях необходимо знать при составлении схем разработки месторождения, выборе технологии извлечения нефти из пласта, а также оборудования для сбора нефти на промыслах. При разработке месторождений из скважины поступает многофазная смесь, содержащая нефть, газ, воду и механические примеси. Соотношение названных фаз в составе нефти меняется в процессе разработки месторождения: на начальном этапе разработки содержание воды может быть низким, а в конце разработки обводненность нефти может быть очень большой и достигать 80%.

По содержанию серы нефти бывают:

· малосернистые (менее 0,2%)

· сернистые (0,2--3.0%)

· высокосернистые (более 3,0%)

Сера в нефти содержится в виде сероводорода, меркаптанов и сульфидов. Содержание серы в нефти ухудшает ее качество, вызывая серьезные осложнения в технологии переработки, подготовки и транспорта нефти. В зависимости от плотности при 20 °C различают нефти легкие (менее 850 кг/м3), средние (850--885 кг/м3) и тяжелые. Наиболее ценными являются легкие нефти, в которых преобладают бензиновые и масляные фракции.

2. Физические свойства нефти

Физические свойства нефтей и их фракций зависят от их химического состава, структуры и соотношения отдельных компонентов. Так как нефть и её фракции состоят из большого числа различных веществ, их свойства могут выражаться лишь усредненными характеристиками. Практические потребности привели к необходимости характеризовать нефть и её фракции значительным числом показателей.

Температура. Контроль температуры также очень важен. Эта задача приобрела особую актуальность для месторождений, где закачивается вода с температурой, значительно меньшей начальной пластовой температуры, и где нефть существенно изменяет свои свойства при изменении температуры. Типичными примерами месторождений, нефти которых в пластовых условиях насыщены парафином, являются месторождение Узень в Западном Казахстане, Битков и Гвиздна Западной Украине, ряд залежей Ромашкинского месторождения. Систематический контроль за изменением температуры продуктивных пластов таких месторождений играет исключительно важную роль в планировании мероприятий по регулированию их разработки.

Для увеличения нефтеотдачи пластов, содержащих нефти с температурой насыщения парафина, равной пластовой, применяют закачку горячей воды. А также существуют технологии парогравитационного дренирования (закачка горячего пара)

3. Температуры застывания, помутнения

Температура застывания характеризует возможную потерю текучести нефтепродукта в зоне низких температур. Чем больше содержание парафинов (твердых углеводородов), тем выше температура застывания нефтепродукта. Следует отметить, что потеря текучести может быть связана и с увеличением вязкости продукта с понижением температуры. Например, кинематическая вязкость остаточного авиамасла при 50⁰ С равна 2 ст, при 0⁰ С - 130 ст, а при -25⁰С она повышается до 3500 ст. При такой высокой степени вязкости масло теряет подвижность и его невозможно прокачивать.

Температура помутнения указывает на склонность топлива поглощать при низких температурах влагу из воздуха (это особенно опасно для авиационных топлив, поскольку образующиеся кристаллики льда могут засорять топливоподающую аппаратуру, что может привести к трагедии).

Давление (р) - физическая величина, численно равная силе, действующей на единицу площади поверхности перпендикулярно этой поверхности. В нефтяной индустрии важную роль играет пластовое давление.

Пластовое давление - давление, которое пластовые флюиды оказывают на вмещающие их породы. В процессе разработки залежей углеводородов пластовое давление снижается, что приводит к уменьшению дебитов скважин, изменениям физико-химических свойств флюидов, усложняет их добычу, увеличивает потери ценных компонентов. Поэтому разработку и эксплуатацию залежей ведут с поддержанием пластового давления. По результатам измерений пластового давления строят графики его изменения. Анализ этих графиков позволяет судить о процессах, происходящих в залежи, и регулировать её разработку и эксплуатацию.

Плотность (с) - плотность характеризуется массой вещества, приходящейся на единицу объема. Плотность нефти при нормальных условиях колеблется от 700 (газовый конденсат) до 980 и даже 1000 кг/м3. Легкие нефти с плотностью до 880 кг/м3 наиболее ценные, т.к. обычно в них содержится больше бензиновых и масляных фракций.

Вязкость - свойство жидкостей (газов) оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно другой. Различают динамическую (Па•с); кинематическую (м²/с); условную вязкости. С повышением температуры вязкость нефти (как и любой другой жидкости) уменьшается. С увеличением количества растворенного газа в нефти вязкость нефти также значительно уменьшается.

Динамическая вязкость (н) - это сопротивление, оказываемое жидкостью при перемещении относительно друг друга со скоростью 1 м/с двух её слоев площадью 1 м² каждый, находящихся на расстоянии 1 м, под действием приложенной силы в 1Н. Величина, обратная динамической вязкости, называется текучестью.

Молекулярная масса - важнейшая физико-химическая характеристика вещества. Она связана с температурой кипения и входит в состав комбинированных показателей. Молекулярная масса сырых нефтей находится в пределах 220 - 300 г/моль. Молекулярная масса фракций возрастает с ростом их температуры кипения. С повышением молекулярной массы нефти вязкость ее увеличивается. Также на вязкость нефти оказывает большое влияние содержание в ней парафинов и асфальтосмолисшх веществ, как правило, в сторону ее увеличения.

Сжимаемость - способность нефти (газа, пластовой воды) изменять свой объем под действием давления. При увеличении давления нефть сжимается. Для пластовых нефтей коэффициенты сжимаемости нефти в_u колеблются в пределах 0,4ч14,0 ГПа^-1, коэффициент в_u определяют пересчетом по формулам, более точно получают его путем лабораторного анализа пластовой пробы нефти.

Из-за наличия растворенного газа в пластовой нефти, она увеличивается в объеме. Отношение объема жидкости в пластовых условиях к объему ее в стандартных условиях называют объемным коэффициентом e.

Газосодержание - важная характеристика нефти в пластовых условиях. нефть углеводород помутнение газосодержание

Это количество газа, содержащееся в одном кубическом метре нефти.

Газовый фактор - отношение полученного из месторождения через скважину количества газа (в м³), приведённого к атмосферному давлению и температуре 20°C, к количеству добытой за то же время нефти (в т или м³) при том же давлении и температуре; показатель расхода пластовой энергии и определения газовых ресурсов месторождения. Для нефтяных месторождений России газовый фактор изменяется от 20 до 1000 м³/т. По закону Генри, растворимость газа в жидкости при данной температуре прямо пропорциональна давлению. Давление, при котором газ находится в термодинамическом равновесии с нефтью, называется давлением насыщения. Если давление ниже давления насыщения, из нефти начинает выделяться растворенный в ней газ. Нефти и пластовые воды с давлением насыщения, равным пластовому, называются насыщенными. Нефти в присутствии газовой шапки, как правило, насыщенные.

Заключение

Физико-химические свойства имеют большое значение на всех стадиях разработки месторождения. Ведь чем больше мы знаем о свойствах нефти, тем легче нам работать с ней, используя новые, а также проверенные методы разработки. В зависимости от состава и ряда свойств, производится классификация нефти, позволяющая выбрать наиболее целесообразный способ транспортировки и хранения.

Список использованной литературы

1. И.Р. Юшков. Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений. Издательство Пермского национального исследовательского политехнического университета 2013. (дата обращения 10.03.17)

2. Количественные характеристики нефтей. [Электронный ресурс] http://portal.tpu.ru:7777/SHARED/o/OVSER/stud/Tab2/%D0%9B%D0%B5%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F%201.pdf (дата обращения 11.03.17)

3. Ковда Д.А. Изменение физико-химических свойств нефти при добыче и влияние их на процессы подготовки и транспорта. [Электронный ресурс] http://cyberleninka.ru/article/n/izmenenie-fiziko-himicheskih-svoystv-nefti-pri-dobyche-na-primere-mestorozhdeniy-rf-i-vliyanie-ih-na-protsessy-podgotovki-i-transporta (дата обращения 14.03.17)

Размещено на Allbest.ru