Физические свойства газов - раздел Геология, Геология нефти и газа
Газовые Смеси Характеризуются Массовыми Ил...
Газовые смеси характеризуются массовыми или молярными концентрациями компонентов. Для характеристики газовой смеси необходимо знать ее среднюю молекулярную массу, среднюю плотность или относительную плотность по воздуху.
Таблица 2.
Основные свойства природных газов в стандартных условиях*
Свойства
Обозначения
CH4
C2H6
C3H8
i-C4H10
n-C4H10
i-C5H12
Молекулярная масса
М
16.04
30.07
44.10
58.12
58.12
72.15
Объем 1кг газа, м3
1.40
0.74
0.508
0.385
0.385
0.310
Плотность по воздуху
0.554
1.038
1.522
2.006
2.006
2.490
Масса 1 м3 газа, кг
0.714
1.35
1.97
2.85
2.85
3.22
Критическое давление, МПа
Pкр
4.58
4.86
4.34
3.82
3.57
3.28
Критическая температура, К
Tкр
Свойства
Обозначения
n-C5H12
C6H14
C7H16
N2
CO2
H2
Молекулярная масса
М
72.15
86.17
100.2
28.02
44.01
34.02
Объем 1кг газа, м3
0.310
0.262
0.223
0.799
0.509
0.658
Плотность по воздуху
2.490
2.974
3.459
0.967
1.514
1.173
Масса 1 м3 газа, кг
3.22
3.81
4.48
1.25
1.964
1.517
Критическое давление, МПа
Pкр
3.30
2.96
2.70
3.46
7.50
8.89
Критическая температура, К
Tкр
124.9
304.1
373.4
* При давлении 0.1 МПа и температуре 20 0С
· Молекулярная масса природного газа
, (20)
где Мi - молекулярная масса i-го компонента; Xi - объемное содержание i-го компонента, доли ед. Для реальных газов обычно М = 16-20.
· Плотность газа ρг рассчитывается по формуле
rг = М/Vм =М/24,05, (21)
где Vм - объем 1 моля газа при стандартных условиях. Обычно значение ρг находится в пределах 0,73-1,0 кг/м3. Чаще пользуются относительной плотностью газа по воздуху ρг.в равной отношению плотности газа ρг к плотности воздуха ρв взятой при тех же давлении и температуре:
ρг.в = ρг/ ρв (22)
Если ρг и ρв определяются при стандартных условиях, то
ρв= 1,293 кг/м3 и ρгв = ρг /1,293 кг/м3.
· Уравнения состояния газов используются для определения многих физических свойств природных газов. Уравнением состояния называется аналитическая зависимость между давлением, объемом и температурой.
Состояние газов в условиях высоких давления и температуры определяется уравнением Клайперона ‑ Менделеева:
pV = NRT, (23)
где р ‑- давление; V ‑ объем идеального газа; N ‑- число киломолей газа; R ‑- универсальная газовая постоянная; Т ‑ температура.
Эти уравнения применимы для идеальных газов. Идеальным называется газ, силами взаимодействия между молекулами которого пренебрегают. Реальные углеводородные газы не подчиняются законам идеальных газов. Поэтому уравнение Клайперона ‑ Менделеева для реальных газов записывается в виде
pV = ZNRT, (45)
где Z ‑ коэффициент сверхсжимаемости реальных газов, зависящий от давления, температуры и состава газа и характеризующий степень отклонения реального газа от закона для идеальных газов.
· Коэффициент сверхсжимаемости Z реальных газов это отношение объемов равного числа молей реального V и идеального Vи газов при одинаковых термобарических условиях (т.е. при одинаковых давлении и температуре):
Z = V/Vи (25)
Значения коэффициентов сверхсжимаемости наиболее надежно могут быть определены на основе лабораторных исследований пластовых проб газов. При отсутствии таких исследований прибегают к расчетному методу оценки Z по графику Г. Брауна. Для пользования графиком необходимо знать так называемые приведенные псевдокритическое давление и псевдокритическую температуру. Суть этих понятий состоит в следующем.
Объем углеводородных газов меняется в зависимости от температуры и давления примерно в соответствии с рис. 12. Каждая из кривых соответствует фазовым изменениям однокомпонентного газа при постоянной температуре и имеет три участка. Отрезок справа от пунктирной линии соответствует газовой фазе, участок под пунктирной линией - двухфазной газожидкостной области и отрезок слева от пунктирной линии - жидкой фазе. Отрезок пунктирной кривой вправо от максимума в точке С называется кривой точек конденсации (точек росы), а влево от максимума - кривой точек парообразования. Точка С называется критической. Значения давления и температуры, соответствующие критической точке С, также называются критическими. Другими словами, критической называется такая температура, выше которой газ не может быть превращен в жидкость ни при каком давлении.
Критическим давлением называется давление, соответствующее критической точке перехода газа в жидкое состояние.
С приближением значений давления и температуры к критическим свойства газовой и жидкой фаз становятся одинаковыми, поверхность раздела между ними исчезает и плотности их уравниваются. С появлением в системе двух и более компонентов в закономерностях фазовых изменений возникают особенности, отличающие их поведение от поведения однокомпонентного газа. Критическая температура смеси находится между критическими температурами компонентов, а критическое давление смеси всегда выше, чем критическое давление любого компонента. Для определения коэффициента сверхсжимаемости Z реальных газов, представляющих собой многокомпонентную смесь, находят средние из значений критических давлений и температур каждого компонента. Эти средние называются псевдокритическим давлением Рпкр и псевдокритической температурой Тпкр. Они определяются из соотношений:
(26)
(27)
где Pкрi, и Tкрi ‑ критические давление и температура i-го компонента; Xi ‑ доля i-го компонента в объеме смеси (в долях единицы).
Приведенные псевдокритические давление и температура, необходимые для пользования графиком Брауна, представляют собой псевдокритические значения, приведенные к конкретным давлению и температуре (к пластовым, стандартным или каким-либо другим условиям):
Рпр=р/рпкр; Тпр=Т/Тпкр, где р и Т конкретные давление и температура, для которых определяется Z.
· Влагосодержание природных газов связано с тем, что природные газы и газоконденсатные смеси контактируют с пластовыми водами различных форм и вследствие чего содержат определенное количество паров воды.
Концентрация водяных паров в газе зависит от его состава, давления, температуры. Отношение количества водяных паров (в долях единицы или процентах), находящихся в газе, к максимально возможному содержанию водяных паров в том же газе при тех же условиях называют относительной влажностью газа. Она характеризует степень насыщения газа водяным паром. Количество водяных паров, находящихся в единице объема или массы газа (г/м3 или г/кг), называют абсолютной влажностью.
Пары воды, присутствующие в газах и газоконденсатных смесях, влияют на фазовые превращения углеводородных систем. При определенных термодинамических условиях вода может выделяться из газа (конденсироваться), т.е. переходить в капельно-жидкое состояние. В газоконденсатных системах могут одновременно выделяться вода и конденсат. В присутствии воды давление начала конденсации УВ увеличивается.
Объемный коэффициент пластового газа bг представляющий собой отношение объема газа в пластовых условиях Vпл.г к объему того же количества газа Vст, который он занимает в стандартных условиях, можно найти с помощью уравнения Клайперона ‑ Менделеева:
bг = Vпл.г/Vст = Z(Pcт×Тпл/(Рпл×Тст), (28)
где Рпл, Тпл, Pcт,×Тст ‑ давление и температура соответственно в пластовых и стандартных условиях.
Значение величины bг имеет большое значение, так как объем газа в пластовых условиях на два порядка (примерно в 100 раз) меньше, чем в стандартных условиях.
КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ... Факультет очного обучения института Нефти газа и энергетики...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Физические свойства газов
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Краткая история развития нефтегазодобычи
Современным методам добычи нефти предшествовали примитивные способы:
Ø сбор нефти с поверхности водоемов;
Ø обработка песчаника или известняка, пропи
Цели и задачи нефтегазопромысловой геологии
В течение длительного времени естественные выходы нефти и газа полностью удовлетворяли потребности человечества. Однако развитие хозяйственной деятельности человека требовало все бо
ПРИРОДНЫЕ ГОРЮЧИЕ ИСКОПАЕМЫЕ
Нефть – горючая, маслянистая жидкость, со специфическим запахом, состоящая из смеси углеводородов, содержащая не более 35 % асфальтеносмолисых веществ и находящаяся в породах коллек
Физические свойства нефти
Плотность (объемная масса) –отношение массы вещества к его объему. Плотность пластовой нефти - масса нефти, извлеченная на поверхность из недр с сохранением пластовых условий, в ед
G=Vг/Vп.н.
Газосодержание обычно выражают в м3/м3 или м3/т.
Промысловым газовым фактором Г называется количество добытого газа в м3, приходящееся
Пластовые газы
Природные углеводородные газы представляют собой смесь предельных УВ вида СnН2n+2. Основным компонентом является метан СН4
Проницаемость
Важнейшим свойством пород-коллекторов является их способность к фильтрации, т.е к движению в них жидкостей и газов при наличии перепада давления. Способность пород-коллектор
Нефте-, газо-, водонасыщенность пород-коллекторов
Полагают, что нефтенасыщенные и газонасыщенные пласты первоначально были полностью насыщены водой. При образовании залежей нефть и газ вследствие их меньшей плотности мигрировали в
Пластовые флюиды
Свойства и состояние углеводородов (УВ) зависят от их состава, давления и температуры. В залежах они могут находиться в жидком и газообразном состоянии или в виде газожидкостных сме
Пластовые нефти
Классификация нефтей.
Газожидкостная смесь УВ состоит преимущественно из соединений парафинового, нафтенового и ароматического рядов. В состав нефти
Пластовые газы
Природные углеводородные газы представляют собой смесь предельных УВ вида СnН2n+2. Основным компонентом является метан
Газоконденсат
Конденсатом называют жидкую углеводородную фазу, выделяющуюся из газа при снижении давления. В пластовых условиях конденсат обычно весь растворен в газе. Различают
Газогидраты
Гидраты газов представляют собой твердые соединения (клатраты), в которых молекулы газа при определенных давлении и температуре заполняют структурные пустоты кристаллической
Пластовые воды нефтяных и газовых месторождений
Вода ‑ неизменный спутник нефти и газа. В месторождении она залегает в тех же пластах, что и нефтяная или газовая залежь, а также в собственно водоносных пластах (горизонтах).
Подошвенной называется вода,залегающая под ВНК (ГВК).
К промежуточным относятся водыводоносных пропластков, иногда залегающих внутри нефтегазоносных пластов.
К чужим (посторонним) относятся воды верхние и нижние, грун
Физические свойства пластовых вод.
Минерализацией воды называется суммарное содержание в воде растворенных солей, ионов и коллоидов, выражаемое в г/100 или в г/л раствора.
Газоконденсат
Конденсатом называют жидкую углеводородную фазу, выделяющуюся из газа при снижении давления. В пластовых условиях конденсат обычно весь растворен в газе. Различают ко
Газогидраты
Гидраты газов представляют собой твердые соединения (клатраты), в которых молекулы газа при определенных давлении и температуре заполняют структурные пустоты кристаллической решет
Физические свойства пластовых вод
В состав вод нефтяных месторождений входят, главным образом, хлориды, бикарбонаты и карбонаты металлов натрия, кальция, калия и магния. Содержание хлористого натрия может доходить до 90% от общего
Начальное пластовое давление
Пластовое давление ‑ один из важнейших факторов, определяющих энергетические возможности продуктивного пласта, производительность скважин и залежи в целом.
Соответствующим гидростатическому
Гидростатическим пластовым давлением (ГПД) называют давление в пласте-коллекторе, возникающее под действием гидростатической нагрузки вод, перемещающихся по этому пласту в с
Залежи с начальным пластовым давлением,
отличающимся от гидростатического.
Начальное пластовое давление в водоносных пластах, а также на ВНК и ГВК залежей, вертикальный градиент которого выходит
Месторождений
Известно, что в недрах месторождений температура возрастает с глубиной, начиная от так называемого нейтрального слоя с неизменной температурой. Продуктивные пласты имеют природную (
ПРОБЛЕМЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА
Запасами нефти, газа или конденсата называется их количество, содержащееся в породах-коллекторах в пределах изучаемой части геологического пространства. В соответствии с этим опред
Геофизические методы изучения разрезов скважин
Электрический каротаж основан на изучении кажущегося удельного сопротивления пород (КС) и потенциала электрического поля (ПС) вдоль ствола скважины. У
Радиоактивные методы каротажа
В настоящее время широкое распространение получили два метода радиоактивного каротажа: гамма-каротаж (ГК) и нейтронный гамма-каротаж (НГК). При гамма-каротаже измеряют относительную естественную ра
Специальные геофизические исследования.
Рассмотренный выше комплекс геофизических исследований далеко не исчерпывает всего объема промыслово-геофизических работ, выполняемых в скважинах с целью изучения разреза.
В настоящее врем
Геологическая интерпретация данных каротажа
Процесс интерпретации данных каротажа условно подразделяют на два этапа: геофизический и геологический.
Под геофизической интерпретацией понимают определение физических свойств пласта по д
Детальная корреляция разрезов скважин
Составление адекватной модели залежи возможно лишь при наличии надежной детальной корреляции продуктивных разрезов пробуренных скважин»
Под детальной корреляцией
Детальной корреляции скважин
Основой детальной корреляции является выявление и учет последовательности напластования пород.Разрезы, сложенные осадочными образованиями, представляют собой чередо
Методические приемы детальной корреляции скважин
Детальная корреляция представляет собой ряд последовательно выполняемых операций, заканчивающихся составлением корреляционной схемы, на которой отображено соотношение в пределах про
Понятие и виды геологических границ
Выявление внутреннего строения залежи по данным измерений, наблюдений и определений представляет собой задачу построения модели структуры залежи. Важный этап в решении этой задачи –
ЗОНАЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССОВ НЕФТЕОБРАЗОВАНИЯ
В пределах залежей насыщающие продуктивный пласт газ, нефть и вода располагаются по высоте в соответствии с действием гравитационных и молекулярно-поверхностных сил. В результате действия гравитаци
Геологическая неоднородность нефтегазоносных пластов
Под геологической неоднородностьюпонимают изменчивость природных характеристик нефтегазонасыщенных пород в пределах залежи. Геологическая неоднородность оказывает о
Пористость коллекторов
Под пористостью горной породы понимается наличие в ней пустот (пор, каверн, трещин), не заполненных твердым веществом.
Различают пористости полную (абсолютную, физи
Проницаемость коллекторов
Проницаемость пористой среды – это способность пропускать жидкость или газ при перепаде давления.
Различают абсолютную (общую), эффективную
Гранулометрический (механический) состав пород
Содержание в породе частиц различной величины, выраженное в весовых процентах, называется гранулометрическим (механическим) составом.
От гранулометрического состава зависят не только порис
ПРИРОДНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ
Природным резервуаромназывается природная емкость для нефти, газа и воды, внутри которой они могут циркулировать и форма которой обусловлена соотношением коллекто
Основные типы залежей
Любое естественное скопление нефти и газа в ловушке называется залежью.
Условия залегания нефти и газа в залежах определяются гипсометрическим положением во
Дизьюнктивные нарушения
В зависимости от характера смещения слоев и положения плоскости нарушения выделяются взбросы и сбросы. В условиях наклонной плоскости нарушения при взбросе приподнятое крыло распола
Формирование скоплений нефти и газа
В процессе седиментации происходит накопление слоистых пород с дисперсным органическим веществом, которые имеют тенденцию к уплотнению. Одновременно формируются благоприятные для залегания нефти и
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
, (20)
Значения коэффициентов сверхсжимаемости наиболее надежно могут быть определены на основе лабораторных исследований пластовых проб газов. При отсутствии таких исследований прибегают к расчетному методу оценки Z по графику Г. Брауна. Для пользования графиком необходимо знать так называемые приведенные псевдокритическое давление и псевдокритическую температуру. Суть этих понятий состоит в следующем.
(26)
(27)
Новости и инфо для студентов