Расчет молекулярной массы нефти

Под молекулярной массой нефти М_Н понимают отношение массы нефти к числу долей нефти. Точность экспериментального определения молекулярной массы нефти характеризуется максимальной погрешностью 3%.

Молекулярная масса дегазированной нефти:

(1.27).

где м_н — вязкость дегазированной нефти при температуре 20 °C и атмосферном давлении, мПа^.с. Формула (1.27) позволяет [6] рассчитать молекулярную массу нефти со средней погрешностью 2,9%. Молекулярную массу нефти можно оценить и по значению её плотности по формуле Крега или по формуле Р. С. Андриасова.

(1.28).

. (1.29).

Молекулярную массу лёгкой нефти можно определить по формуле Войнова практически с погрешностью, равной погрешности при её экспериментальном определении:

(1.30).

где Ф — характеристический фактор, рассматриваемый как показатель группового состава нефти, определяется по формуле.

(1.31).

Молекулярную массу пластовой нефти М_нг при известном составе растворенного в нефти газа и известном газосодержании можно определить по формуле.

(1.32).

где М_Г — молекулярная масса растворённого газа, молекулярная масса пластовой нефти.

(1.33).

так как молекулярная масса газа при температуре 20С и атмосферном давлении М_Г = 24,06 _Г.

При известной плотности и вязкости пластовой нефти молекулярную массу пластовой нефти рассчитывают по следующим формулам:

(1.34).

где _НГ — вязкость нефти с растворенным в ней газом при пластовых условиях, мПа^.с.

Расчет вязкости нефти и газа

Вязкость углеводородных жидких фаз в зависимости от состава, давления и температуры рассчитывают по методике Лоренца с соавторами, основанной на предположении об однозначной зависимости между остаточной вязкостью жидкости и ее приведенной плотностью:

(1.35).

. (1.36).

где _Ж — вязкость жидкости, мПа^.с:

Параметр вязкости и приведенную плотность жидкой фазы _ПР рассчитывают по соотношениям.

;; , (1.37).

где _Ж — плотность жидкой фазы, г/см³. Критическое давление и температуру остатка определяют по описанным методикам.

Критический объем остатка V_КР.К рассчитывают по соотношению.

. (1.38).

Если нет экспериментальных данных, вязкость нефти при 20 ⁰С и атмосферном давлении, в мПа^.с, можно оценить, но ее относительной плотности:

. (1.39).

Вязкость нефти при любой температуре можно рассчитать по ее известному значению при другой температуре:

(1.40).

где _t — вязкость нефти при температуре t, мПа^.с; _{t, о} — известное значение вязкости нефти при температуре t₀, мПа^.с; а, с — постоянные коэффициенты, значения которых зависят от вязкости нефти и определяются из следующих условий:

(1.41).

Вязкость газонасыщенных нефтей значительно реагирует на изменение давления и температуру. Вязкость нефтей при пластовой температуре в зависимости от газосодержания нефти и вязкости дегазированной при той же пластовой температуре можно определять по формуле Чью и Коннели:

(1.42).

где _S— вязкость газонасыщенной нефти при пластовой температуре и давлении насыщения, мПа^.с; _t - вязкость дегазированной нефти при пластовой температуре и атмосферном давлении, мПа^.с; A и В — графические функции газосодержания нефти, представленные Чью и Коннели, которые рассчитываются по следующим формулам:

. (1.43).

Здесь Г^* — отношение объема газа, растворенного в нефти при пластовой температуре и давлении насыщения, к объему дегазированной нефти. Объемы газа и нефти, м³/м³, приведены к атмосферному давлению и температуре 15 °C.

Влияние превышения давления над давлением насыщения можно определить по формулам, полученным из графиков Била:

(1.44).

где _ПЛ — вязкость нефти с растворенным в ней газом при пластовом давлении и температуре, мПа^.с; Р_ПЛ — пластовое давление, МПа; Р_S — давление насыщения нефти газом при пластовой температуре, МПа.

Коэффициент аппроксимирован следующими уравнениями:

. (1.45).

Если известны состав, температура и давление газовой смеси, её вязкость может быть рассчитана по методике Ли-Гонсалеса-Икина, основанной на корреляционной зависимости между температурой, плотностью, молекулярной массой и вязкостью:

; (1.46).

; (1.47).

; (1.48).

. (1.49).

Расчет теплоемкости нефти

Для расчета изобарной теплоемкости нефтей С_Р рекомендуется формула:

(1.50).

где Сризобарная теплоёмкость нефти, kДж/kгК.

Среднюю теплоёмкость нефти в интервале температур (t₁-t₂) можно определить по формуле Фортча и Уитмена:

. (1.51).

Формула (1.51) справедлива до температур 260 °C. В более широком диапазоне температур среднюю теплоемкость нефти можно рассчитывать по формуле Уотсона и Нельсона:

. (1.52).

Расчёт теплопроводности нефти

Коэффициент теплопроводности нефти при атмосферном давлении в интервале температур 20−200 °С рассчитывается по формуле:

(1.53).

где _t — теплопроводность нефти при заданной температуре и атмосферном давлении, Вт/мС; n - массовая доля твердых парафинов в нефти.