10.Состав и физические свойства пластовых вод: минерализованность, плотность, вязкость, сжимаемость. Их зависимость от давления и температуры.

Пластовые воды нефтяных залежей – постоянные спутники нефтяных месторождений. Состав и физические св-ва пластовых вод, их активность во много предопределяет успешность разработки нефтяных месторождений.

Минерализация и состав пластовых вод.

Минерализация пластовых вод – это суммарное содержание в ней растворенных и коллоидных веществ. Изменяется от десятых долей до 600 кг/м³. По степени минерализации принято разделять рассолы.

В пластовых водах присутствуют ион К, Na, Са, Mg и ряд других металлов. Основные ионы соединяющие: хлорион, сульфотион, ионы Na, Са и Mg, в меньших кол-вах содержатся К, Fe и др., в относительном небольшом и ничтожном кол-ве ионы Br, стронция, Li, и др элементов. Пластовые воды содержат фенолы, низшие жирные кислоты, нафтены, азотсодержащие кислоты, содержание их в воде может достигать до 5 кг/м³. Все пластовые воды содержат растворенные газы (осн. компонент метана – этан, пропан и бутаны встречаются в меньшем кол-ве). Содержание метана колеблется от долей до 5 м³/м³.

Азот – обязательный компонент в составе пластовой воды и содержание его колеблется 0,01...0,04 м³/м³.

Углекислый газ присутствует практически повсеместно. В СО₂ образуется при окислении органических и УВ-ых веществ, а также в результате динамо и термо-метаморфизма карбонатных и метаморфических г.п., СО₂ =18...20 м³/м³.

Сероводород в составе воды распределяется неравномерно. Максимальное содержание его в водах среднего Поволжья для пермских отложений составляет 0,9...1,3 м³/м³. Для каменноугольных отложений от 2,0...3,0 м³/м³. В девонских и додевонских месторождений Н₂S не обнаружен. Такие инертные газы как He, Ar и др содержатся в пластовых водах в виде следов (очень маленьких кол-вах) . Кислород обнаруживается редко и в основном связан с зоной свободного водообмена. Распределение водорода недостаточно изучено, встречается в небольших количестве 10^-3 м³/м³. Плотность пластовых вод. Плотность пластовых вод увеличивается с увеличением концентраций солей и в среднем для нефтяных месторождений плотность вод колеблется в пределах 1160...1190 кг/м³. Плотность вод несколько уменьшается с увеличение температуры, и практически не зависит от давления. Вязкость пластовых вод.

Изменяется от долей до 2 МПа*с и зависит в основном от t-ры и концентрации растворенных солей. T-ра оказывает большее влияние. Влияния давления на вязкость воды незначительно и зависит от природы и концентрации растворен. солей. В области низких t-ур (5-10⁰С) вязкость слабоминерализованных вод понижается с повышением давления. Наиболее вязкие хлоркальцевые воды, вязкость их превышает в 1,5-2 раза. Т.к. t воде газа растворяются в небольшом количестве, вязкость её незначительно уменьшается и поэтому вязкость пластовых вод можно измерять обычными приборами в обычных условиях (вискозиметры). Сжимаемость пластовой воды оценивается по следующей формуле: , [Па^-1, МПа^-1]; V_B – первоначальный объем воды.∆V_В – изменение V воды при измен-ии давления на ∆Р.

Коэффициент сжимаемости в пл. условиях измен-ся в пределах от неск. единиц до 5,0*10^-10Па^-1. Сжимаемость газированной воды увелич-ся с увеличением кол-ва раств-ых газов. Приближенно коэф-нт сжимаемости воды можно характеризовать по формуле: _вг_в (1 + 0,05Г)

_вг - коэф. сжимаемости воды, содержащий растворенный газ, Па^-1; _в - коэф. сжимаемости чистой воды (без газа), Па^-1; Г- кол-во газа, раств-го в воде. Сжимаемость водных растворов солей уменьшается с увеличением концентрации солей в воде.

Растворимость газов в пластовых водах

Зависит от минерализации и t-ры. При прочих равных условиях лучше всего раств-ся из УВ- метан, из не УВ – СО₂ и Н₂S.

С увеличением минерализации раст. газов снижается. Зависимость раств-ти природного газа от t-ры и Р имеет сложный характер.

рис. 1

Выводы из рис.1:

1. с повышением температуры раст-ть газов в нач. уменьшается, а затем возрастает пройдя минимум

2. с увелич. давления кривая изотерма имеет более выпуклый характер, что объясняется большим кол-вом раств-го в воде газа.