Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Основы нефтегазовой геоэкологии

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ НЕФТИ И УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА

Физические свойства нефти в стандартных (поверхностных) и пластовых условиях1

Физические свойства нефти в поверхностных условиях

Как и все жидкости, нефть характеризуется набором специфических физических свойств. Численные значения ее физических свойств зависят от условий, в которых находятся пробы, по которым производятся измерения их физических свойств. Стандартными приняты следующие условия: давление 760 мм рт. ст. и температура 20 °С. Часто стандартные условия называют поверхностными, а проба нефти для измерений в стандартных условиях называется поверхностной. Поверхностные пробы нефти дегазированы. В отличие от них нефть в недрах Земли всегда содержит растворенный газ, и физические свойства пластовой нефти определяют по герметичным глубинным пробам с сохранением пластовых условий (пластового давления и температуры). Значения большинства физических параметров нефти в стандартных и пластовых условиях резко различаются, поэтому желательно указывать эти условия. Если условия не оговорены, то подразумевается, что величины физических параметров характеризуют нефть в стандартных условиях.

Очень легкая..................<0,80

Легкая.....................0,80-0,84

Средняя..................0,84—0,88

Тяжелая...................0,88-0,92

Очень тяжелая...............>0,92

Плотность нефти в поверхностных условиях составляет 0,730— 1,040 г/см3. Наиболее распространена нефть, имеющая плотность 0,82—0,90 г/см3 (для сравнения напомним, что плотность пресной воды в стандартных условиях равна 1,00 г/см3). Ниже приведена классификация нефти D^no плотности:

Малая плотность нефти обусловлена преобладанием метановых углеводородов и небольшим содержанием в ней смолисто-асфальте- новых компонентов. Тяжелая нефть содержит много углеводородов с циклической структурой и повышенную концентрацию смолисто- асфальтеновых компонентов.

В мире плотность определяют при 60 °F (15,56 °С) и выражают в градусах API (°API) (American Petroleum Institute). Формула перевода из °АР1 в относительную плотность (нефть и вода при 15,56 °С): <715 • 6 = = 141,5/ (°АР1 + 131,5) (табл. 2.4).

Раздел написан Ю.П. Гаттенбергером.

Таблица 2.4

Соответствие плотностей °АР1 с обычной плотностью нефти

Плотность °API (DJ5)

Плотность при t = 15 °С по отношению к воде с ? = 4 °С, г/см3

Среднее содержание баррелей США в 1 т

9

1,002

6,29

17

0,952

6,64

25

0,904

6,99

35

0,849

7,44

45

0,801

7,88

50

0,780

8,11

Молекулярная масса усредненной (гипотетической) молекулы большинства представителей нефти изменяется от 180 до 250, для тяжелой нефти она достигает величины 450 и более.

Вязкостью р называется свойство жидкости сопротивляться сдвигающим усилиям. Вязкость проявляется только при движении жидкости как внутреннее трение или сопротивление скольжению жидких слоев друг относительно друга под действием внешних сил. Чем меньше вязкость, тем больше подвижность, или текучесть, жидкости. Вязкость дегазированной нефти весьма различна и находится в пределах от десятых долей до тысяч мПа/с. Для сравнения можно указать, что вязкость пресной воды в стандартных условиях равна 1 мПа/с, а керосина — 2 мПа/с. Вязкость пластовой нефти существенно отличается от ее вязкости на поверхности.

Вязкость нефти зависит от структуры слагающих ее углеводородов и гетероатомных соединений (она увеличивается с ростом цикличности и молекулярной массы). Вязкость — важнейшая константа, характеризующая эксплуатационные свойства нефтяных масел (например, индекс вязкости масел), а также их поведение в почвах, грунтах и донных отложениях.

Растворимость нефти в воде при стандартных условиях ничтожна, но заметно повышается при температуре более 200 °С. Нефть хорошо растворима в перегретом водяном паре, в составе которого она может мигрировать на большие расстояния.

Нефть хорошо растворяется в углеводородном природном газе, так же как и газ прекрасно растворяется в нефти. Большинство органических растворителей (бензол, хлороформ, этиловый эфир, четыреххлористый углерод, сероуглерод и др.) растворяют нефть и ее компоненты в отдельности (кроме твердых парафинов) при всех соотношениях растворителя и растворенного вещества. Сама нефть — хороший растворитель для ряда веществ: йода, серы, каучука, многих растительных смол, большинства растительных и животных жиров.

Теплота сгорания, или теплотворная способность, — это количество теплоты, выделяемой единицей массы горючего вещества при сгорании до конца (до С02 и Н20). Теплота сгорания измеряется в Дж/кг или кал/кг. Теплота сгорания нефти находится в пределах42—47 МДж/кг (10 500 — 11700 ккал/кг). Для сравнения укажем, что теплота сгорания каменных углей разных марок составляет 22—32 МДж/кг (5600— 8000 ккал/кг), а теплота сгорания основного углеводородного газа метана равна 39,7 МДж/м3 (9925 ккал/м3).

Температурой застывания нефти называют ту самую высокую температуру, при которой налитая в пробирку нефть не изменит уровня при наклоне пробирки на 45°. Нефть в большинстве своем характеризуется температурой застывания значительно ниже 0 °С (ниже температуры замерзания воды). Температура застывания выше 0 °С характерна для нефти, обогащенной твердыми парафинами.

Нафтеновая нефть имеет температуру застывания обычно ниже нуля, смазочные масла из этой нефти не замерзают даже при —50 °С (месторождение Русское, Западная Сибирь).

Из оптических свойств большое значение имеют оптическая активность, способность преломлять проходящие световые лучи, люминесценция и оптическая плотность.

Под оптической активностью понимают способность вещества вращать плоскость поляризованного луча света. Все виды нефти оптически активны, большинство из них вращают плоскость поляризованного луча вправо, но известны и левовращающие нефти. Угол вращения — от 0,10 до нескольких градусов.

Показатель преломления света на границе воздух—жидкость для нефти находится в пределах 1,38—1,48, причем установлено, что величина показателя преломления возрастает по мере увеличения количества атомов углерода в молекулах углеводородов: от 1,3575 у цепочечных углеводородов до 1,5011 у бензола.

Люминесценция, или способность светиться под действием ультрафиолетового облучения, характерна для всех видов нефти и природных продуктов их преобразования. Это свойство нефти используется при поисковых работах, так как позволяет обнаруживать углеводороды в очень малых количествах и отличать их от углей.

Оптическая плотность — это способность нефти поглощать свет с определенной длиной волны. Она оценивается коэффициентом светопоглощения с помощью специального прибора — фотоколориметра. Значения коэффициента светопоглощения для большинства нефтей лежат в пределах 190—550, наибольшие значения характерны для нефти с повышенным содержанием смол и асфальтенов.

Безводные нефти и нефтепродукты — диэлектрики, т.е. не проводят электрический ток, поэтому используются в промышленности для изготовления различных изоляторов. Wx удельное электрическое сопротивление (величина, обратная электропроводности) самое высокое среди всех минералов и составляет 109—1016 Омм. Нефть и нефтепродукты при трении легко электризуются и способны некоторое время сохранять на своей поверхности заряд. В результате может возникнуть искра, способная воспламенить пары бензина и вызвать взрыв всей его массы.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы