1 Расчеты физико-химических свойств нефтей и пластовых вод

1.1 Расчеты плотности и вязкости нефти

Плотность сепарированной нефти в зависимости от температуры можно рассчитать исходя из определения коэффициента термического расширения нефти

ρ_н(t) = , (1.1)

где ρ_н, ρ_н(t) — плотность сепарированной нефти при 20 ^оС и при температуре t соответственно, кг/м³; α_н — коэффициент термического расширения нефти, который можно рассчитать по формулам

α_н = 10^-3 * (2.638(1.169-ρ_н * 10 ^{- 3})), если 780 =< ρ_н =< 860 кг/м³ (1.2)

α_н = 10^-3 * (1.975(1.272-ρ_н * 10 ^{- 3})), если 860 < ρ_н =< 960 кг/м³ (1.3)

Плотность нефти с растворенным в ней газом можно рассчитать по уравнению

ρ_нг = , (1.4)

где Г_о — отношение объема газа, растворяемого в нефти, к объему этой нефти, приведенные к стандартным условиям, м³/м³; b - объемный коэффициент нефти, доли ед.

Влияние температуры на давление насыщения нефти газом может быть оценено по эмпирической формуле

Р_st = Р_st0 + , (1.5)

где Р_st, Р_sto — давления насыщения при температурах t и t₀ соответственно, МПа;

f_ш = , (1.6)

где N_CH4, N_А - молярные доли метана и азота, соответственно, в газе однократного разгазирования нефти при 20 ^оС до атмосферного давления.

Используя два экспериментальных значения вязкости нефти при температуре 20 и 50 ^оС, температурную зависимость динамической вязкости нефти можно описать

lgμ_t = (1.7)

где μ₂₀, μ₅₀, μ_t — динамические вязкости сепарированной нефти при атмосферном давлении и температурах 20, 50, и t ^оС соответственно, выраженной в миллипаскалях в секунду.

Если известно только одно экспериментальное значение вязкости нефти при какой-либо температуре t₀, то значение ее при другой температуре можно определить по формуле

μ_t = ( ) * (С*μ_to)^φ (1.8)

где

φ = ; (1.9)

μ_t, μ_t0 — динамическая вязкость нефти при температуре t и t₀ соответственно, мПа*с; а С — эмпирические коэффициенты.

Если μ >= 1000 мПа*с, то

С = 10 ; а = 2.52 * 10^-3 ; (1.10)

если 10 =< μ =< 1000 мПа*с, то

С = 100 ; а = 1.44 * 10^-3 (1.11)

если μ < 10 мПа*С, то

С = 1000 ; а = 1.76 * 10^-3 (1.12)

При отсутствии экспериментальных данных для ориентировочных оценок вязкости нефти при 20 ^оС и атмосферном давлении можно воспользоваться следующими формулами:

если 845 < ρ_н < 924 кг/м³,

μ_н = , (1.13)

если 780 < ρ_н < 845 кг/м³,

μ_н = , (1.14)

где μ_н, ρ_н —- вязкость и плотность сепарированной нефти при 20 ^оС и атмосферном давлении, мПа*С и кг/м³,соответственно.

По формуле Чью и Каннели можно рассчитать вязкость газонасыщенной нефти при давлении насыщения

μ_s = А * μ_t^B, (1.15)

где μ_s — вязкость нефти, насыщенной газом, при температуре t и давлении насыщения, мПа*с; μ_t — вязкость сепарированной нефти при температуре t, мПа*с; А, В — эмпирические коэффициенты, определяемые по формулам

A = exp((12.4 * 10 ^{- 3} * Г_о - 8.576) * 10 ^{- 3} * Г_o) (1.16)

B = exp((8.02 * 10 ^{- 3} * Г_о - 4.631) * 10 ^{- 3} * Г_о) (1.17)