Свойства природного газа

Плотность, вязкость, давление насыщения нефти.

Плотность нефти

Этот показатель зависит от молекулярного веса слагающих ее компонентов, т.е. от преобладания в составе нефти легких или тяжелых углеводородных соединений, от наличия смолистых примесей, асфальтенов и растворенного газа.

Плотность нефти изменяется в широких пределах от 750 до 1004 кг/см³. В пластовых условиях за счет большого объема растворенного в нефти газа плотность ее в 1,2 – 1,8 раза меньше, чем в поверхностных условиях после ее дегазации.

В зависимости от плотности выделяют следующие классы нефтей:

Очень легкие (до 800 кг/см³);

Легкие (800-840 кг/см³)

Средние (840-880 кг/см³)

Тяжелые (880-920 кг/см³)

Очень тяжелые (более 920 кг/см³)

 

Вязкость

Вязкость нефти это свойство оказывать сопротивление при перемещении относительно друг друга нефтяных частиц при движении нефти. Другими словами, этим параметром характеризуется подвижность нефти при её добыче.

Поднятая на поверхность нефть по этому параметру делится на:

Маловязкую (вязкость – менее 5 мПа/с);

Нефть с повышенной вязкостью (от 5-ти до 25-ти мПа/с);

Высоковязкую (большее 25-ти мПа/с).

    Измеряют вязкость специальным прибором – вискозиметром. Единица измерения в системе СИ – миллипаскаль в секунду, в системе СГС – грамм на сантиметр в секунду (Пуаз).

 

Давление насыщения

Давление насыщения (или начала парообразования) – это давление, при котором газ начинает выделяться из нефти. В природных условиях давление насыщения может быть равным пластовому или меньше его.

В первом случае весь газ будет растворен в нефти, а нефть — насыщена газом. Во втором случае нефть будет недонасыщена газом.

Расскажите о таких физических свойства пластовых вод как газосодержание, сжимаемость воды, минерализация, плотность.

Минерализация воды характеризуется количеством растворенных в ней минеральных солей. Степень минерализации вод часто выражается их соленостью, т.е. содержанием растворенных в воде солей, отнесенных к 100 г раствора.

В зависимости от содержания солей различают:

1. Пресные до 1 г/л;

2. Солоноватые до 10 г/л;

3. Соленые до 50 г/л;

4. Рассолы свыше 50 г/л.

Пластовые воды обычно сильно минерализованы. Степень их минерализации колеблется от нескольких сот граммов на 1 м3 в пресной воде до 80 кг/м3 в сильноминерализованных водах и до 300кг/м3 в рапах.

Плотность пластовой воды зависит главным образом от ее минерализации, пластовых давления и температуры. В большинстве случаев она меньше плотности в поверхностных условиях (не более чем на 20%), поскольку пластовая температура выше стандартной (ρв =1 000 – 1 400 кг/см³)

Сжимаемость воды — обратимое изменение объема воды, находящейся в пластовых условиях, при изменении давления. Сжимаемость воды, содержащей растворенный газ, увеличивается; сжимаемость минерализованной воды уменьшается с увеличением концентрации солей. Это свойство играет существенную роль при формировании режимов залежей.

Газосодержание пластовой воды не превышает 1,5— 2,0м³/м³, обычно оно равно 0,2—0,5 м³/м³. В составе водорастворенного газа преобладает метан, затем следует азот, углекислый газ, гомологи метана, гелий и аргон.

 

 

Химический состав нефти.

Углеводороды (УВ) представляют собой органические соединения углерода и водорода.

Основными элементами состава нефти являются углерод (83,5-87 %) и водород (11,5-14 %).

Кроме того, в нефти присутствуют:

1. Сера в количестве от 0,1 до 1-2 % (иногда ее содержание может доходить до 5-7 %, во многих нефтях серы практически нет);

2. Азот в количестве от 0,001 до 1 (иногда до 1,7 %);

3. Кислород (встречается не в чистом виде, а в различных соединениях) в количестве от 0,01 до 1 % и более, но не превышает 3,6 %.

Из других элементов в нефти присутствуют - железо, магний, алюминий, медь, олово, натрий, кобальт, хром, германий, ванадий, никель, ртуть, золото и другие. Однако, содержание их менее 1 %.

В вещественном плане нефть в основном состоит из углеводородов и гетероорганических соединений.

 

Охарактеризуйте такие опасные свойства нефти как температура вспышки, температура воспламенения, температура совоспламенения.

Температурой вспышки нефти называют минимальную температуру, при которой пары нефти при смешении с кислородом воздуха и наличии источника огня способны вспыхивать. Температура вспышки нефти: -18⁰С.

Согласно этой температуре вещества подразделяются:

1. Легко воспламеняющиеся с температурой вспышки нефти до 61⁰С.

2. Горючие вещества с температурой вспышки нефти более 61⁰С.

Температурой воспламенения – это минимальная температура, при которой пары нефти воспламеняется от источника огня, и продолжают гореть после его удаления. Для легковоспламеняющихся веществ эта температура практически равна температуре вспышки (выше на 1⁰–2⁰С) У горючих веществ эта температура выше 30⁰С.

Температурой самовоспламенения – это способность самостоятельно гореть при определённой температуре, в определённых условиях без источника зажигания. Для нефти она равна 240⁰С и учитывается при выборе класса защиты электрооборудования.

Нефть – это хороший диэлектрик и способна сохранять электрический заряд в течение длительного времени. Это способствует образованию статического электричества, поэтому предусматриваются меры по стеканию электрического заряда. Одно из главных свойств и характеристик – взрываемость.

Взрыв – это мгновенное сгорание паров нефти при смешении с кислородом воздуха, при наличии источника огня и определённой концентрации нефти (условие взрыва).

НКПРП – низкий концентрационный предел распространения пламени (наименьшее количество газов в воздухе), он равен 1,4%=42000мг/м³.

ВКПРП – верхний предел равен 1,4%=195000 мг/м³.

ПДК – предельно допустимая концентрация по санитарным нормам

0,01%=300 мг/м³.

Свойства природного газа.

Природный газ горюч и взрывоопасен в соотношении примерно с 10% объемом воздуха. Он легче воздуха в 1,8 раз, бесцветен и не имеет запаха, эти свойства обусловлены высоким содержанием газообразных алканов (СН4 — С4Н10). В составе природного газа преобладает метан (СH4), он занимает от 70 до 98%, остальной объем заполнен его гомологами, углекислым газом, сероводородом, меркаптанами, ртутью и инертными газами.

Природный газ обладает несколькими опасными свойствами:

Токсичность. Это самое опасное свойство. Она зависит от состава газа. Например, метан и этан в чистом виде не ядовиты, но при недостатке кислорода в воздухе приводят к удушью. Опасны для здоровья также газы, в составе которых слишком много оксида углерода и сероводорода. И если определить наличие сероводорода и спастись от негативных последствий просто, то почувствовать оксид углерода удается не всегда, поэтому риск отравления возрастает.

Взрываемость. Все природные газы, в составе которых есть кислород, образуют вещество, которое легко может взорваться при наличии источника огня. Каждый газ имеет определенную температуру воспламенения, которая зависит от его молярной массы. Природные газы взрываются не всегда, а только в том случае, если в их составе слишком много кислорода.