Давление насыщения нефти газом

Давление, при котором весь имеющийся в залежи газ растворяется в жидкости, называется давлением насыщениянефти газом. Давлением насыщенияпластовой нефти называют максимальноедавление, при котором растворённый газ начинает выделяться из нефти при изотермическом её расширении в условиях термодинамического равновесия. В пластовых условиях до начала разработки залежи давление насыщения может соответствовать пластовому давлению(нефть полностью насыщена газом) или быть меньше его (нефть недонасыщена газом), но не может быть больше пластового давления.

Нефти и пластовые воды с давлением насыщения, равным пластовому давлению, называютсянасыщенными. Если залежь имеет газовую шапку, то нефти, как правило, насыщенные.

Разница между Р_пл и Р_нас может изменяться в диапазоне от десятых долей до десятков МПа. Пробы нефти, отобранные из одной и той же залежи, имеют разные показатели по величине давления насыщения. Это связано с изменением состава газа и нефти и их свойств в пределах залежи. Давление насыщения зависит от пластовой температуры, соотношения объёмов нефти и растворенного газа, их состава и свойств. С повышением температуры давление насыщения может значительно увеличиваться (рис. 3.8)

С увеличением молекулярной массынефти (плотности) этот параметр увеличивается при всех прочих равных условиях.

С увеличением в составе газа числа компонентов, относительно плохо растворимых в нефти, давление насыщения увеличивается. Особенно высоким давлением насыщения характеризуются нефти, в которых растворено значительное количество азота.

Рис. 3.9. Зависимость насыщения пластовой нефти Новодмитриевского

месторождения от температуры

Большинство месторождений Томской области и в Западной Сибири являются недонасыщенными залежами.

Сжимаемость нефти

Нефть, как и все жидкости, обладает упругостью, то есть способностью изменять свой объём под действием внешнего давления.

Уменьшение объёма нефти при увеличении давления характеризуется коэффициентом сжимаемости (b_н) или объёмной упругости:

, (3.16)

где ∆V – уменьшение объёма нефти;

V – исходный объём нефти;

∆Р – увеличение давления.

Из выражения (3.16) следует, что коэффициент сжимаемости (β_н) характеризует относительное изменение единицы объёма нефти при изменении давления на единицу.

Нефти, не содержащие растворённого газа, обладают сравнительно низким коэффициентом сжимаемости (b ≈ 0,4–0,7 ГПа^–1), а лёгкие нефти со значительным содержанием растворённого газа – повышенным коэффициентом сжимаемости (до 14 ГПа^–1, приставка Г – гига → увеличение в 10⁹).

Коэффициент сжимаемости нефти зависит от температуры (рис. 3.10). Возрастание пластовой температуры вызывает увеличение коэффициента сжимаемости(рис. 3.10, 3.11).

С уменьшением пластового давления (рис. 3.11) до давления насыщения коэффициент сжимаемости нефти растёт, и такая закономерность продолжается вплоть до давления насыщения.

Коэффициент сжимаемости нефти зависит от состава нефти и величины газового фактора.

С увеличением плотности нефти коэффициент сжимаемости уменьшается, а с увеличением количества растворенного углеводородного газа в ней коэффициент сжимаемости нефти возрастает.

Рис. 3.11. Зависимость коэффициента сжимаемости от давления и температуры для нефти плотностью 800 кг/м3 Новодмитриевского месторождения

Рис. 3.10. Зависимость коэффициента сжимаемости от температуры нефти Новодмитриевского месторождения

Таблица 3.3