книги / Физические свойства коллекторов нефти при высоких давлениях и температурах

На основании сказанного можно судить о важности эксперимент тального изучения фазового равнове.сия в газонефтяных системах разной природы и выяснения зависимостей между углеводород­ ных компонентов и параметрами, характеризующими эти системы.

В статье излагаются результаты экспериментального изучения газожидкостного равновесия в четырех системах, состоящих из ши­

Методика работы в основном заключалась .в следующем. Из сосуда равновесия эвакуировали воздух и вводили заданное количество ши­ рокой фракции нефти и газа. Система перемешивалась при темпера­ туре и давлении опыта до установления равновесия между фазами.

Затем отбирали пробы газовой и жидкой фаз на анализ, сохраняя при этом постоянство температуры и давления в системе.

Состав фаз определяли методом газожидкостной хроматогра­ фии на хроматографе с программированием температуры,, пламенно­ ионизационным детектором, с использованием дифференциальной сис­

Хроматограммы разбивали на узкие фракции так, чтобы в каж­ дую из них наряду с другими углеводородами входил только один нормальный алкан. Средние температуры этих узких фракций, назы­ ваемых в дальнейшем псевдокомпонентами и обозначаемых симво­ лом соответствующего н-алкана, определяли из хроматограмм ис­ ходных широких фракций.

На основании данных по исходной загрузке широкой фракции и газа, содержанию жидких компонентов в газовой фазе и газовых компонентов в жидкой фазе, определяемых экспериментально, а так­ же на основе анализа углеводородного состава обеих фаз рассчиты­ вали константы фазового равновесия псевдокомпонентов Kj» Детали методики расчета описаны в работе [4].

Характеристика исходных широких фракций нефтей и газов пред­ ставлена в табл. 1 -3 и на рис. 1.

Хотя пределы кипения широких фракций были близкими (Н К -4500 ) фракции значительно отличались по групповому составу и содержа­ нию псевдокомпонентов. Фракция 1 обогащена парафиновыми углево­ дородами (6 0 ,6 % ); во фракции 2 преобладали нафтеновые (72% ); фракции. 3 и 4 содержали в своем составе значительное количество ароматических углеводородов, причем фракция 3 имела нафтеново­ ароматический характер (5 6 ,9 и 31,6% соответственно), а фрак­ ция 4 - смешанную природу. Газовым компонентом в опытах с фрак­

Фазовое равновесие в системах широкая фракция нефти-природ-

Р и с . 1. Групповой углеводорооный состав широкой фракции 1 (а) и фракции 3 ( б )

Углеводороды: А —ароматические, Н —нафтеновые, П ~ парафи­ новые

* В числителе - выход фракций при t « 60-2 5 0°С , в знаменателе - 122 -25 0е

Таблица 2

Характеристика газов

жидких и газовых компонентов во всех опытах было близким к

0,11.

Константы фазового равновесия, рассчитанные на основе экспе­ риментальных данных, полученных при изучении фазового равнове­ сия при 1 0 0 °С , приведены на рис. 2.

Непрямолинейный характер кривых К- = /(*Ср .Ки п )^ * объясняется изменением группового углеводородного состава псевдокомпонентов по мере повышения их средних температур кипения. Это очень важ­ ное обстоятельство, так как в настоящее время из-за отсутствия

Полученные кривые К- = /(*Срв киП) ^ t показывают, к каким большим ошибкам в Ki может привести прямолинейная экстраполяция.

Р и с . 2 . Зависимость констант фазового равновесия К ■ псевдоком­ понентов от их средних температур кипения для системы с фрак­

£ср.кип ’ °Г

Из графиков видно, что при наибольших давлениях кривые выполаживаются. Наблюдалось также постепенное сближение кривых К[ = = f(t(,р КИП) М С повышением температуры системы.

Критические давления газонефтяных систем рсХ при исследуемых температурах определяли путем экстраполяции кривых =f{P)t до = 1. Было проведено сопоставление констант фазового равнове-

Разность D константах фазового равновесия одноименных компонентов при

сия одноименных псевдокомпонентов из систем разной природы, но имеющих одинаковые рсх при одной и той же температуре. Получен­

константах фазового равновесия углеводородов из этих систем. Полученные данные показали, что константы фазового равновесия

одноименных углеводородов в системах разной природы, имеющих при

родов, входящих в системы разного состава, но имеющих при раз­ ных температурах одинаковое рсХ, должны быть тождественны.

1. NGPS’A-Natural Gas Processors Suppliers Association. N.Y., 1973-150 p.

2 . Рекомендации по автоматизации выбора констант равновесия углеводо­

новесия в ширококипящих углеводородных смесях с газовым компонен­ том.- В кн.: Миграция нефти и газа и фазовые равновесия в ’углеводо­ родных. системах при высоких давлениях. М.: ВИНИТИ, 1 9 6 9 , с. 1 0 6 -

112

4 . Ж у зе Т.П., У ш а к о ва Г.С., Ю ш кевич Г;Н. Константы фазового рав­ новесия углеводородов, входящих в газонефтяные системы разной при­ роды при высоких давлениях и температурах. - Р.Ж. Химия. М.:

ВНИИОЭНГ, 197 5 . реф.. Ю , с. 2 5 8 .

II. МИКРРСТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ПОРОД

ДЕФЕКТЫ СТРУКТУРЫ ГОРНЫХ ПОРОД

ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ОБЪЕМНЫХ НАПРЯЖЕННЫХ СОСТОЯНИЯХ

H. Н. Павлова, Р. А. Конышева

Неоднородность состава и строения, присущая горным породам, обусловливает существенную неоднородность их деформированного состояния в поле объемных напряжений. Развитие деформаций и соп­ ротивление пород разрушению определяются двумя видами дефектов. Исходная дефектность пород связана с генезисом и длительной.гео­ логической историей, предопределившими совместное их состояние, т.е. состав и распределение в объеме минеральных зерен и цемен­ тирующего вещества, а также наличие и распределение пустот и микропустот (пор, каверн и трещин).

Специфику деформационного поведения пород при объемных на­ пряженных состояних наряду с исходной дефектностью определяют

ных пород) на несколько порядков отличается от теоретической, рассчитываемой по силам межатомной связи, вследствие дефектно­ сти строения реальных материалов. С этим связано широкое раз­ витие физических и статистических теорий прочности твердых тел, учитывающих несовершенство их строения fl. - 5].

Для нефтяной геологии изучение и количественная оценка при объемных напряженных состояниях таких дефектов структур пород, как поры и трещины, представляет большой практический интерес, поскольку ими определяются коллекторские (емкостные и фильтра­ ционные) свойства пород.

Следует, однако, подчеркнуть, что в современных теориях проч­ ности количественная оценка исходных дефектов твердых теп все еще основывается на гипотетических представлениях. Не в полной мере учитывается, влияние различных объемных напряжений, харак­ терных для земной коры, на исходную дефектность пород и особен­ но на развитие дефектов в процессе деформации.

ИГиРГИ начата разработка методик количественной оценки исход­ ных и образующихся в процессе деформации макро- и микродефек­ тов структуры горных пород с целью установления их влияния на