Физические свойства нефти в пластовых условиях.

Сжимаемость. Нефть (как газированная, так и дегазированная), как и все жидкости, обладает упругостью, т.е. способностью изменить объем под действие внешнего давления. Упругость жидкостей характеризуется коэффициентом объемной упругости, или коэффициентом сжимаемости:

, (2.2.4)

где V - исходный объем нефти, Р – давление.

Коэффициент сжимаемости характеризует относительное изменение единицы объема нефти при изменении давления на единицу. Он зависит от состава пластовой нефти, температуры и абсолютного давления (рис.2.7). С увеличением количества растворенного газа и температуры коэффициент сжимаемости увеличивается (рис.2.8).

 

Рис.2.2.7. Зависимость коэффициента сжимаемости нефти от давления и температуры	Рис.2.2.8. Зависимость коэффициента сжимаемости нефти от температуры

 

Наиболее сильно на сжимаемость нефти влияет растворенный в ней газ. Нефти, не содержащие растворенный газ, обладают сравнительно низким коэффициентом сжимаемости: (0,4÷0,7) ГПа^-1

Нефти, содержащие значительное количество растворенного газа, обладают повышенным коэффициентом сжимаемости, до 14 ГПа^-1.

 

Объемный коэффициент. Количество растворенного газа характеризуется объемным коэффициентом:

,

где - объем нефти в пластовых условиях; - объем дегазированной нефти при нормальных условиях.

Объем нефти в пластовых условиях превышает объем дегазированной нефти в связи с повышением температуры и, в особенности, с большим содержанием растворенного газа, поэтому значение объемного коэффициента может колебаться от 1 до 3 и в некоторых случаях даже превышать это значение. На рис.2.2.9 показана зависимость объемного коэффициента от давления.

 

Рис.2.2.9. Зависимость объемного коэффициента от давления.

При снижении давления от первоначального пластового р₀ до давления насыщения (отрезок аб) объемный коэффициент мало меняется, т.к. нефть с растворенным в ней газом ведет себя в этой области как обычная слабосжимаемая жидкость, слегка расширяясь при снижении давления. По мере снижения давления газ постепенно выделяется из нефти, и объемный коэффициент уменьшается.

Усадка нефти. Используя объемный коэффициент, определяют усадку нефти, т.е. уменьшение ее объема в нормальных условиях по сравнению с пластовым в процентах:

.

Усадка некоторых нефтей достигает 45 – 50%.

Плотность нефти в пластовых условиях уменьшается из-за растворенного в ней газа и в связи с повышением температуры. Однако при снижении давления ниже давления насыщения зависимость плотности нефти носит немонотонный характер, а при увеличении давления выше давления насыщения нефть сжимается и плотность несколько увеличивается (рис.2.2.10).

 

Рис.2.2.10. Зависимость плотности пластовой нефти от давления и температуры:

1 - нефть Ахтырского месторождения при 70⁰С;

2 - нефть Новодмитриевского месторождения при 84⁰С

 

Следует отметить, что не все газы одинаково влияют на плотность нефти. Углеводородные газы, растворяясь в нефти, значительно понижают ее плотность. При насыщении нефти азотом или углекислым газом плотность нефти может несколько возрасти с повышением давления.

Вязкость пластовой нефти существенноуменьшается с повышением количества растворенного в ней углеводородного газа, повышения температуры (рис.2.2.11) и несколько увеличивается с повышением давления выше давления насыщения (рис.2.2.12 и рис.2.2.13). Так же как и плотность, вязкость нефти может возрасти при растворении в ней азота.

	Рис.2.2.11. Влияние растворенного газа и температуры на вязкость пластовой нефти. Давление насыщения нефти газом указано в начале каждой кривой.
	Рис.2.2.12. Схематическая зависимость вязкости пластовой нефти от давления	Рис.2.2.13. Зависимость вязкости реальных пластовых нефтей от давления