Состав и свойства нефти

1 Состав и свойства нефти

Нефть и газ представляют собой сложную природную смесь углеводородов различного строения с примесями неуглеродных компонентов. Смеси углеводородов, которые как в пластовых так и в поверхностных условиях находятся в жидком состоянии называют нефтью.

Физико-химические свойства нефти и ее товарные качества определяются составом. Состав нефти классифицируют на элементарный и фракционный.

Под элементарным составом нефти понимают массовое содержание в ней химических элементов. Основными элементами являются углерод и водород. Содержание углерода 83-87 %, водорода 12-14%. Значительно меньше других элементов – серы, кислорода, азота, их содержание редко превышает 3-4 %.

Углеводороды предельного ряда:

Самый простейший углеводород - метан-СН4 (газ)

- этан -С2Н6 (газ)

- пропан-С3Н8 (газ, который при обычной температуре и

небольшом давлении жидкость)

- бутан –С4Н10 (газ, который при обычной температуре

и небольшом давлении жидкость)

- пентан-С5Н12 (жидкость)

и т.д.

По содержанию серы нефти делятся на классы:

- малосернистые (содержание серы до 0,5 %)

- сернистые (-//- от 0,51 до 2 %)

- высокосернистые (-//- более 2%)

В основном нефти месторждений ТПДН «МН» относятся к классу малосернистых, за исключением Сугмутского (0,72 %), Умсейского (0,6 %), Крайнего (0,6-0,9 %) месторождений.

По содержанию смол нефти делятся на подклассы:

- малосмолистые (содержание смолы до 18 %)

- смолистые (-//- от 18 до 35 %)

- высокосмолистые (-//- более 35%)

Все нефти месторождений Муравленковского региона относятся к подклассу малосмолистых, т.к.содержание в них смол в среднем 5- 7 %.

По содержанию парафина нефти делятся на группы:

- малопарафинистые (содержание парафина до 1,5%)

- парафинистые (-//- от 1,51 до 6 %)

- высокопарафинистые (-//- более 6 %)

В основном все нефти месторождений Муравленковского региона относятся к группе парафинистых, т.к. содержание парафина колеблется от 2,2% до 8%.

Разделение сложных смесей на более простые называют фракционированием. Нефть разделяют на фракции путем перегонки. Фракция нефти, имеющая интервал кипения 30-205 градусов - бензин, с интервалом кипения 200-300 градусов – керосин. Оставшаяся фракция- это мазут из которого получают битумы, гудроны, масла.

В зависимости от фракционного состава различают бензиновые (легкие) и топливные (тяжелые) нефти. Свойства нефти изменяются в процессе ее добычи – при движении по пласту, в скважине, системах сбора и подготовки, при контакте с другими жидкостями и газами.

Свойства нефти: плотность, вязкость, газосодержание (газовый фактор), давление насыщения нефти газом, сжимаемость нефти и ее усадка, поверхностное натяжение,

объемный коэффициент, температура вспышки, температура кристаллизации парафина и т.д.

Количество растворенного в нефти газа характеризуется газосодержанием нефти (газовый фактор), под которым подразумевают объем газа, выделившийся из единицы объема пластовой нефти при снижении давления и температуры от пластовых до стандартных условий. Ед.изм. м3/м3 или м3/т.

1т нефти Муравленковского месторождения способна растворить в пластовых условиях (пластовые давления и температура)52,1 м3 нефтяного газа, Сугмутского-98м3 нефтяного газа, Суторминского до 85,8 м3 нефтяного газа, Меретояхинского -290,9м3 нефтяного газа, а Умсейского –307,6 м3 нефтяного газа.

Важнейшим свойством нефти является давление насыщения нефти газом, при котором определенный объем газа находится в растворенном состоянии в нефти. При снижении давления ниже этого значения происходит выделение газа в свободное состояние. От этого процесса зависит продвижение нефти по пластам и подъем на поверхность по скважинам.

Давление насыщения нефтей Муравленковского месторождения 64,4-90,8 атм., Сугмутского – 112атм., Суторминского 64-81атм., Умсейского-258атм., Меретояхинского-295атм.

Плотность нефти зависит от ее состава, количества растворенного газа, давления и температуры. Плотность нефти - физическая величина, измеряемая отношением массы нефти к ее объему. Ед.изм. т/м3. Пользуются понятием относительной плотности нефти численно равной отношению плотности нефти к плотности дистиллированной воды при t=+4град.С.

Плотность нефти в пластовых условиях значительно отличается от плотности этой же нефти на поверхности за счет изменения объема.

Например: плотность нефти Муравленковского месторождения в пластовых условиях 0,781 т/м3, а в поверхностных условиях-0,853 т/м3; плотность нефти Меретояхинского месторождения соответственно, 0,597 т/м3- 0,833 т/м3.

В среднем плотности нефти месторождений Муравленковского региона варьируются в пластовых условиях от 0,540 т/м3 до 0,790 т/м3,а в поверхностных условиях от 0,82 т/м3 до 0,864 т/м3.

Усадка нефти характеризует разницу между объемом пластовой и дегазированной нефти, отнесенную к объему нефти в пластовых условиях.

Вязкость - свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению ее частиц при движении. Различают динамическую, кинематическую и условную вязкость нефти.

Ед.изм. соответственно, Па*с, м2/с.

Поверхностное натяжение представляет собой силы реакции, противодействующие изменению формы поверхности под давлением поверхностного слоя, возникающего вследствие отсутствия на поверхности среды взаимного уравновешения молекулярного притяжения. Параметр, необходимый для выбора применения физико-химических методов повышения нефтеотдачи.

Коэффициент сжимаемости нефти – показатель изменения единицы объема пластовой нефти при изменении давления на 0,1 Мпа. Он характеризует упругость нефти.