14. Состав и свойства природных и нефтяных газов.

П риродные газы – это вещества, которые при нормальных условиях находятся в газообразном состоянии. Углеводородные газы в пластовых условиях могут находиться в залежи в различных состояниях – газообразном, жидком или в виде газожидкостных смесей. Если газовая шапка в нефтяной залежи отсутствует, то весь газ залежи растворён в нефти. Этот газ будет, по мере снижения давления, выделятся из нефти при разработке месторождения и будет называться попутным. Состав природных газов: Природные газы, добываемые из газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений, состоят из углеводородов (СН₄ – С₄Н_10, и выше), а также неуглеводородных компонентов (H₂S, N₂, CO, CO₂, Ar, H₂, He и др.). При нормальных и стандартных условиях в газообразном состоянии существуют только углеводороды С₁–С₄. Углеводороды С₅ и выше при нормальных условиях находятся в жидком состоянии. Газы, добываемые из чисто газовых месторождений, содержат более 95% метана. Содержание метана на газоконденсатных месторождениях колеблется от 75 - 95%.Газы, добываемые вместе с нефтью (попутный газ) представляют собой смесь метана, этана, пропан-бутановой фракции (сжиженного газа) и газового бензина. Содержание метана изменяется от 35 - 85%. Содержание тяжёлых углеводородов в попутном газе варьируется в диапазоне 20-40% , реже доходит до 60%. Нефтяной газ при н. у. содержит неполярные углеводороды - смесь углеводородов от С₁ до С₄: метан, этан, пропан, изо-бутан и н-бутан. Плотность смеси газов рассчитывается следующим образом: см=i*Ni; N_i – мольная доля. Плотность газа можно рассчитать через отношение молекулярной массы газа (M_i) к мольному объему (V_м).для н.у.: _г= M_i / 22,414. Относительная плотность газа: см(отн)=см/возд. Для (н.у.) ρ_возд=1,293; для (с.у.)ρ_возд=1,205.Для идеальных газов давление смеси равно сумме парциальных давлений компонентов (закон Дальтона): P=pi;где Р–давление смеси газов;р_i–парциальное давление i-го компонента в смеси. Аддитивность парциальных объёмов компонентов газовой смеси выражается законом Амага:Vi=Ni*V; где V – объём смеси газов;V_i – объём i-го компонента в смеси. Состояние газа при н.у. и с.у. характеризуется уравнением состояния Менделеева-Клайперона: PV=QRT;где Р – абсолютное давление, Па;V – объём,м³;Q–количество вещества, кмоль; с учетом отклонения поведения реального газа от идеального состояния PV=zQRT; Коэф. z зависит от Р и Т (привед. крит. давлений и температуры),природы газа.

гt=го*{(Pt*To)/(Tt*Po)}

15. Состав и свойства нефти.

Н ефть представляет собой смесь углеводородных и неуглеводородных элементов. В нефти в основном содержатся следующие классы углеводородов: 1)Предельные(СnH2n+2); 2)Нафтеновые(СnH2n); 3)Ароматические(CnH2n-6). 4)Гибридные углеводороды (церезины)–углеводороды смешанного строения: парафино-нафтенового, парафино-ароматического, нафтено-ароматического. Они являются основной составной частью парафиновых отложений в процессах добычи и подготовки нефтей. Гетероатомные соединения–углеводороды, в состав молекул которых входят кислород, сера, азот, металлы. К ним относятся: 1)кислородсодержащие - фенолы, нафтеновые кислоты, жирные кислоты и др.(0,1 до 1%) 2)серосодержащие - меркаптаны, сульфиды,и др(0,1 до 1-6 %) 3)азотсодержащие - амины, пирролы,их производные(0,02 до 0,4); 4)порфирины(<1%); 5)смолы и асфальтены – высокомолекулярные соединения, содержащие два и более гетероатома, содержание в нефтях от 1 до 35%.

Меркаптаны (R-SH) по строению аналогичны спиртам, этилмеркаптан и высшие гомологи при нормальных условиях - жидкости, метилмеркаптан газообразное вещество с температурой кипения 7,6^оС. Со щелочами и окислами тяжелых металлов они образуют меркаптиды. Эти вещества вызывают сильную коррозию металла.

Плотность характеризует количества покоящейся массы, выраженной в единице объема: ρ = m / v [ г/см³; кг/м³]. Плотность относительная (ρ^о) есть отношение абсолютной плотности нефти (ρ_н) к плотности воды (ρ_в) при 4^оС: ρ^о = ρ_н / ρ_в. Плотность (ρ_н) и удельный вес (d_н) не всегда совпадают. Под удельным весом понимается отношение веса нефти к весу воды того же объема. Плотность пластовой нефти зависит от состава нефти, давления, температуры, количества растворённого газа. С увеличением пластового давления плотность нефтей уменьшается до давления равного давлению насыщения, за счет увеличения количества растворенного газа. Вязкость(дин.) н-способн.н.оказывать сопротивл. движению слоев под действ. внешних сил.(Па*с)Текучесть () величина обратная вязкости:=1/.Кинематическую вязкость – свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно другой с учётом силы.