Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как противостоять манипуляциям мужчин? Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника







Физические свойства





В физическом отношении нефть — сложный коллоидный природный УВ-раствор. По внешнему виду нефть — маслянистая жидкость коричневого, темно-коричневого или черного цвета, иногда с зеленоватым отливом, с характерным резким запахом керосина. При 20°С это подвижная жидкость.

Поскольку нефть представляет собой сложный природный УВ-раствор органических соединений, то и все физические свой­ства — цвет, плотность, вязкость, растворимость, температура ки­пения и застывания, оптические и электрические свойства — из­меняются в зависимости от состава и структуры входящих в нее индивидуальных компонентов.

Плотность нефти (объемная масса) — масса единицы объема тела измеряется в килограммах на кубический метр (кг/м3), ее ве­личина изменяется в пределах 730-1040 кг/м3, на практи­ке чаше используются единицы измерения грамм на кубичес­кий сантиметр (г/см3) и соответственно плотность колеблется в


пределах 0,730-1,040 г/см3; наиболее распространенные величи­ны плотности — 0,82-0,90 г/см3. По плотности выделяются не­сколько классов нефтей: очень легкие — до 0,80 г/см3, лег­кие — 0,80-0,84 г/см3, средние — 0,84-0,88 г/см3, тяжелые — 0,88-0,92 г/см3 и очень тяжелые — более 0,92 г/см3. Низкая плот­ность нефтей обусловлена преобладанием метановых УВ, низким содержанием смолисто-асфальтеновых компонентов, во фракци­онном отношении — высоким содержанием бензиновых и керо­синовых фракций. Тяжелые нефти своим высоким удельным ве­сом обязаны повышенной концентрации смолисто-асфальтено­вых компонентов, преобладанию в структуре УВ циклических структур и низкому содержанию легко кипящих фракций. В нед­рах в условиях повышенных температур и давлений в нефти обы­чно растворено какое-то количество газа, поэтому плотность нефти в пласте значительно ниже, чем на поверхности. В США плотность нефти измеряется в единицах API (American Petroleum Institute — градус): высокие значения API соответствуют низким значениям плотности (рис. 1.2, табл. 1.1).

Вязкость нефти одна из самых главных физических характе­ристик нефти. Вязкость — это свойство оказывать сопротивление перемещению частиц под влиянием приложенной силы. В при­менении к жидкостям различают вязкость динамическую и кине­матическую. Динамическая вязкость — сила сопротивления пере­мещению слоя жидкости площадью в 1 см2 на 1 см со скоростью 1 см/с, измеряется в пуазах (П, или г/см-с); в системе СИ — в Паскалях в секунду (Пас) — это сопротивление, оказываемое

жидкостью при перемещении относительно друг друга двух слоев, площадью 1 м2 каждый, находящийся на расстоянии 1 м со ско­ростью 1 м/с под действием приложенной силы 1 Н. Динамичес­кая вязкость воды 1 мПа-с. Величина, обратная ей, называется текучестью. Кинематическая вязкость — отношение динамичес­кой вязкости к плотности жидкости, измеряется в стоксах (Ст = см2/с = 10-4 м2/с); в системе СИ — в м2/с.

В практике используется также условная вязкость, определяе­мая скоростью вытекания испытуемой жидкости в стандартных условиях. Приборы для определения вязкости называются виско­зиметрами. Вязкость нефти меняется в широких пределах в зави­симости от свойств: от менее 0,1 до 10 мПа·с. Чем тяжелее нефть, тем она менее текучая и подвижная. Среди УВ с одинаковым числом атомов углерода в молекуле наибольшей вязкостью харак­теризуются нафтеновые, затем ароматические и метановые; внут­ри единого гомологического ряда вязкость увеличивается с рос­том молекулярной массы. Вязкость нефти растет с увеличением в ней смолисто-асфальтеновых компонентов. С повышением тем­пературы она уменьшается и увеличивается с повышением давле­ния. В пластовых условиях, если в нефти растворен газ, ее вяз­кость может снизиться в десятки раз.

Поверхностное натяжение — стремление жидкости уменьшить свою поверхность; для нефти — важнейшее свойство, во многом определяющее перемещение ее в системе флюидов в недрах. Поверхностное натяжение обусловлено силами притяже­ния между молекулами, которые внутри жидкости взаимно ком­пенсируются. На поверхности на молекулы действует некомпен-


сированная результирующая сила, направленная от поверхности жидкости внутрь, поэтому на поверхности молекулы обладают определенной потенциальной энергией.

Поверхностное натяжение — это отношение работы, требую­щейся для увеличения площади поверхности, к величине этого приращения. В системе СИ оно измеряется в дж/м2. Поверхност­ное натяжение также измеряется в Н/м (ньютон на метр), или дин/см — это сила, действующая на 1 см линии, ограничиваю­щей поверхность жидкости, направленная по нормали к этой ли­нии в сторону уменьшения поверхности жидкости, лежащая в плоскости, касательной к жидкости в данной точке. Для нефти а — 0,03 Н/м (дж/м2) или 25—30 дин/см; для воды а — 0,07 Н/м (дж/м2) или 73 дин/см. Чем больше поверхностное натяжение, тем интенсивнее проявляются капиллярные свойства жидкости. Величина поверхностного натяжения у воды почти в три раза больше, чем у нефти, что определяет разные скорости их движе­ния по капиллярам. Это свойство влияет на особенности разра­ботки залежей и др.

Температура застывания — важный показатель свойств неф-тей. За таковую принимают температуру, при которой охлажден­ная в пробирке нефть не изменит уровня при наклоне на 45°. Тем­пература застывания нефти возрастает с увеличением в ней твер­дых парафинов, а с повышением содержания смол она снижается.

Растворимость нефти в воде при обычных температурах нич­тожна, но при температуре больше 200°С резко возрастает. Жид­кие УВ и гетероатомные соединения легче образуют в воде ми-целлярный раствор. Растворимость индивидуальных УВ повыша­ется в ряду: алканы-цикланы-арены-смолы. Растворимость УВ в воде снижается с ростом ее минерализации. Нефть хорошо раст­воряется в углеводородном природном газе.

Оптические свойства нефти. Нефть оптически активна, она обладает способностью вращать плоскость поляризованного луча света, люминесцировать, преломлять проходящие световые лучи. В подавляющем большинстве нефти вращают плоскость поляри­зованного луча света вправо, известны и левовращающие нефти. Отмечено, чем моложе нефти, тем больше угол поворота поляри­зованного луча. Поскольку образование веществ, обладающих оптической активностью, характерно для жизненных процессов, то оптическая активность нефтей свидетельствует об их генети­ческой связи с биологическими системами. Установлено, что главными носителями оптической активности нефти являются полициклические углеводороды — стераны и тритерпаны, так на­зываемые хемофоссилии.

Показатель преломления нефти или узкой фракции нефти (я) широко используется при характеристике физических свойств флюида. Определение показателя преломления на границе воз-


дух-жидкость производят на специальных приборах — рефракто­метрах. Величина показателя преломления зависит от относи­тельного содержания углерода и водорода в гомологических ря­дах, он растет с увеличением числа атомов углерода: от метано­вых УВ (n=1,3575-1,4119) к ароматическим (у бензола п —

1,5011).

Все соединения нефти имеют определенные спектры погло­щения, излучения в инфракрасном (ИК) диапазоне, а аромати­ческие — в ультрафиолетовом (УФ). На этом свойстве молекул основаны ИК и УФ спектроскопия нефтей и фракций нефтей.

Люминесценция, или «холодное», свечение под действием внешнего облучения — неотъемлемое свойство всех нефтей и природных продуктов их преобразования. Характерной чертой люминесценции является то, что способностью люминесцировать обладают не чистые вещества, а растворы. Нефть — это природ­ный раствор способных к люминесценции веществ — смол в не-люминесцирующих в основном соединениях — углеводородах. Люминесцирующие вещества имеют свои определенные спектры, отражающиеся в цвете люминесценции, их концентрация выра­жается в интенсивности свечения. На люминесцентных свойствах соединений нефти основан ряд методов исследования: люминес­центные спектроскопия и микроскопия, люминесцентно-битуми-нологический анализ и др. Эти методы благодаря очень высокой чувствительности, экспрессности и простоте аналитических прие­мов широко используются в нефтяной геологии и геохимии.

Нефть является диэлектриком и обладает высоким удельным сопротивлением (1010-1014 Ом·м).








Date: 2015-04-23; view: 400; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2017 year. (0.01 sec.) - Пожаловаться на публикацию