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 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: 3154; Нарушение авторских прав |