ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА НЕФТИ И ГАЗА. Свойство нефти и газа


ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА НЕФТИ И ГАЗА — МегаЛекции

 

Нефть и нефтяной газ - это смесь углеводородов (соединений углерода с водородом). Известно множество соединений углерода с водородом, различающихся характером сцепления атомов углерода и водорода и их числом в молекуле. В зависимости от этого одни углеводороды при нормальных условиях (760 мм. рт. ст. и t=) находятся в газообразном состоянии (природный и нефтяной газы), другие в жидком (нефть) и имеются углеводороды, которые находятся в твердом состоянии (парафины, содержащиеся почти во всех нефтях). В среднем в нефти содержится 82-87% углерода (С), 11-14% водорода (Н) и 0.4-1.0% примесей - соединений, содержащих кислород, азот, серу, асфальтовые и смолистые вещества.

При подогреве нефти в зависимости от температуры из нее вначале испаряются самые легкие - бензиновые фракции, затем более тяжелые - керосиновые, соляровые и т.д. Считают, что фракции нефти, кипящие в интервалах 40-200С - бензиновые, 150-3000С - керосиновые, 300-4000С - соляровые, при 4000С и выше - масляные.

По содержанию смолистых веществ нефти подразделяют на три группы:

малосмолистые - содержание смол не более 18%

смолистые - содержание смол от 18 до 35%

высокосмолистые - содержание смол более 35%

По содержанию парафина нефти делятся также на три группы:

беспарафинистые - содержание парафина до 1%

слабопарафинистые - содержание парафина от 1 до 2%

парафинистые - содержание парафина более 2%

 

Содержание в нефти большого количества смолистых и парафинистых соединений делает ее вязкой и малоподвижной, что вызывает необходимость проведения особых мероприятий для извлечения ее на поверхность и последующей транспортировки.

По содержанию серы нефти подразделяются на:

малосернистые - содержание серы до 0.5%

сернистые - содержание серы от 0.5 до 2.0%

высокосернистые - содержание серы более 2.0%

Содержание в нефтях сернистых соединений ухудшает их качество, вызывает осложнения в добыче нефти.

О качестве нефти в промысловой практике ориентировочно судят по ее плотности. Плотностьхарактеризуется массой, приходящейся на единицу объема. Плотность нефти при нормальных условиях колеблется от 700 (газовый конденсат) до 980 и даже 1000 кг/м3. Легкие нефти с плотностью до 880 кг/м3 наиболее ценные, т.к. обычно в них содержится больше бензиновых и масляных фракций.

Важнейшее физическое свойстволюбой жидкости, в том числе и нефти - вязкость, т.е. свойство жидкости сопротивляться взаимному перемещению ее частиц при движении. Различают динамическую и кинематическую вязкости.

За единицу динамической вязкости принимается вязкость такой жидкости, при движении которой возникает сила внутреннего трения в 1Н 9Ньютон) на площади 1 м2 между слоями, движущимися на расстоянии 1 м с относительной скоростью 1м/сек.

Разномерность динамической вязкости: [m]=Па.с. (Паскаль-секунда).

Вязкость пластовых жидкостей, в том числе и нефти, обычно намного ниже 1 Па.с. В промысловой практике для удобства принято пользоваться единицей вязкости в 1000 раз меньшей мПа.с (миллипаскаль.секунда). так, вязкость пресной воды при температуре +200С составляет 1мПа.с. Вязкость нефтей добываемых в России в зависимости от характеристики и температуры изменяется от 1 до нескольких десятков мПа.с (0.1-0.2 Па.с) и более.

Кинематическая вязкость- отношение динамической вязкости к плотности, измеряется в м2/с. Иногда для оценки качества нефти и нефтепродуктов пользуются относительной (условной) вязкостью, показывающей во сколько раз вязкость данной жидкости больше или меньше вязкости воды при определенной температуре. Измерение проводят обычно путем сравнения времени истекания из отверстия вискозиметра Энглера равных объемов исследуемой жидкости и воды. Результаты определений выражают в градусах условной вязкости оВYt, где индекс t указывает температуру измерения.

За число градусов условной вязкости при данной температуре принимают отношение времени истечения из вискозиметра Энглера 200 см3 испытуемой жидкости ко времени истечения 200 см3 воды из того же прибора при температуре 200С.

С повышением температуры вязкость нефти (как и любой другой жидкости) уменьшается. С увеличением количества растворенного газа в нефти вязкость нефти также значительно уменьшается.

На нефтяных месторождениях обычно наблюдается увеличение температуры с глубиной. Кроме того, в нефти, как правило, всегда содержится определенное количество растворенного газа. Поэтому вязкость нефти в пластовых условиях всегда меньше, чем вязкость на поверхности.

 

Читайте также:

megalektsii.ru

Основные свойства нефти и газа

       Нефть и нефтяной газ - это смесь углеводородов (соединений углерода с водородом). Известно множество соединений углерода с водородом, различающихся характером сцепления атомов углерода и водорода и их числом в молекуле. В зависимости от этого одни углеводороды при нормальных условиях (760 мм.рт.ст. и t=20оС) находятся

  • в газообразном состоянии (природный и нефтяной газы),

  • в жидком (нефть) и имеются углеводороды,

  • в твердом состоянии (парафины, содержащиеся почти во всех нефтях).

В среднем в нефти содержится

§  82-87% углерода (С),

§  11-14% водорода (Н) и

§  0.4 -1.0% примесей - соединений, содержащих кислород, азот, серу, асфальтовые и смолистые вещества.

            При подогреве нефти в зависимости от температуры из нее вначале испаряются самые легкие - бензиновые фракции, затем более тяжелые - керосиновые, соляровые и т.д. Считают, что фракции нефти, кипящие в интервалах 40-200С - бензиновые, 150-300оС - керосиновые, 300-400оС - соляровые, при 400оС и выше - масляные.         

По содержанию смолистых веществ нефти подразделяют на три группы:

·         малосмолистые                 - содержание смол не более 18%

·         смолистые                         - содержание смол от 18 до 35%

·         высокосмолистые - содержание смол более 35%

            По содержанию парафина нефти делятся также на три группы:

·         беспарафинистые - содержание парафина до 1%

·         слабопарафинистые          - содержание парафина от 1 до 2%

·         парафинистые                    - содержание парафина более 2%

            Содержание в нефти большого количества смолистых и парафинистых соединений делает ее вязкой и малоподвижной, что вызывает необходимость проведения особых мероприятий для извлечения ее на поверхность и последующей транспортировки.

            По содержанию серы нефти подразделяются на:

·       малосернистые                      - содержание серы до 0.5%

·       сернистые                              - содержание серы от 0.5 до 2.0%

·       высокосернистые       - содержание серы более 2.0%

Содержание в нефти сернистых соединений ухудшает ее качество, вызывает осложнения в добыче нефти.

            О качестве нефти в промысловой практике ориентировочно судят по ее плотности.

Плотность характеризуется массой, приходящейся на единицу объема. Плотность нефти при нормальных условиях колеблется от 0,7 (газовый конденсат) до 0,98 и даже 1,0 г/см3. Легкие нефти с плотностью до 0,88 г/см3 наиболее ценные, т.к. обычно в них содержится больше бензиновых и масляных фракций.

            Важнейшее физическое свойство любой жидкости, в том числе и нефти - вязкость, т.е. свойство жидкости сопротивляться взаимному перемещению ее частиц при движении. Различают

·         динамическую и

·         кинематическую вязкости.

            За единицу динамической вязкости принимается вязкость такой жидкости, при движении которой возникает сила внутреннего трения в 1Н (Ньютон) на площади 1 м2 между слоями, движущимися на расстоянии 1 м с относительной скоростью 1м/сек.

            Размерность динамической вязкости: [m]=Па.с. (Паскаль-секунда).

            Вязкость пластовых жидкостей, в том числе и нефти, обычно намного ниже 1 Па.с. В промысловой практике для удобства принято пользоваться единицей вязкости в 1000 раз меньшей мПа.с (миллипаскаль. секунда). так, вязкость пресной воды при температуре +200С составляет 1мПа.с. Вязкость нефтей добываемых в России в зависимости от характеристики и температуры изменяется от 1 до нескольких десятков мПа.с (0.1-0.2 Па.с) и более.

            Кинематическая вязкость - отношение динамической вязкости к плотности, измеряется в м2/с. Иногда для оценки качества нефти и нефтепродуктов пользуются относительной (условной) вязкостью, показывающей во сколько раз вязкость данной жидкости больше или меньше вязкости воды при определенной температуре. Измерение проводят обычно путем сравнения времени истекания из отверстия вискозиметра Энглера равных объемов исследуемой жидкости и воды. Результаты определений выражают в градусах условной вязкости оВYt, где индекс t указывает температуру измерения.

            С повышением температуры вязкость нефти (как и любой другой жидкости) уменьшается. С увеличением количества растворенного газа в нефти вязкость нефти также значительно уменьшается.

            На нефтяных месторождениях обычно наблюдается увеличение температуры с глубиной. Кроме того, в нефти, как правило, всегда содержится определенное количество растворенного газа. Поэтому вязкость нефти в пластовых условиях всегда меньше, чем вязкость на поверхности.

oilloot.ru

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА НЕФТИ И ГАЗА

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 32Следующая ⇒

 

Нефть и нефтяной газ - это смесь углеводородов (соединений углерода с водородом). Известно множество соединений углерода с водородом, различающихся характером сцепления атомов углерода и водорода и их числом в молекуле. В зависимости от этого одни углеводороды при нормальных условиях (760 мм. рт. ст. и t=) находятся в газообразном состоянии (природный и нефтяной газы), другие в жидком (нефть) и имеются углеводороды, которые находятся в твердом состоянии (парафины, содержащиеся почти во всех нефтях). В среднем в нефти содержится 82-87% углерода (С), 11-14% водорода (Н) и 0.4-1.0% примесей - соединений, содержащих кислород, азот, серу, асфальтовые и смолистые вещества.

При подогреве нефти в зависимости от температуры из нее вначале испаряются самые легкие - бензиновые фракции, затем более тяжелые - керосиновые, соляровые и т.д. Считают, что фракции нефти, кипящие в интервалах 40-200С - бензиновые, 150-3000С - керосиновые, 300-4000С - соляровые, при 4000С и выше - масляные.

По содержанию смолистых веществ нефти подразделяют на три группы:

малосмолистые - содержание смол не более 18%

смолистые - содержание смол от 18 до 35%

высокосмолистые - содержание смол более 35%

По содержанию парафина нефти делятся также на три группы:

беспарафинистые - содержание парафина до 1%

слабопарафинистые - содержание парафина от 1 до 2%

парафинистые - содержание парафина более 2%

 

Содержание в нефти большого количества смолистых и парафинистых соединений делает ее вязкой и малоподвижной, что вызывает необходимость проведения особых мероприятий для извлечения ее на поверхность и последующей транспортировки.

По содержанию серы нефти подразделяются на:

малосернистые - содержание серы до 0.5%

сернистые - содержание серы от 0.5 до 2.0%

высокосернистые - содержание серы более 2.0%

Содержание в нефтях сернистых соединений ухудшает их качество, вызывает осложнения в добыче нефти.

О качестве нефти в промысловой практике ориентировочно судят по ее плотности. Плотностьхарактеризуется массой, приходящейся на единицу объема. Плотность нефти при нормальных условиях колеблется от 700 (газовый конденсат) до 980 и даже 1000 кг/м3. Легкие нефти с плотностью до 880 кг/м3 наиболее ценные, т.к. обычно в них содержится больше бензиновых и масляных фракций.

Важнейшее физическое свойстволюбой жидкости, в том числе и нефти - вязкость, т.е. свойство жидкости сопротивляться взаимному перемещению ее частиц при движении. Различают динамическую и кинематическую вязкости.

За единицу динамической вязкости принимается вязкость такой жидкости, при движении которой возникает сила внутреннего трения в 1Н 9Ньютон) на площади 1 м2 между слоями, движущимися на расстоянии 1 м с относительной скоростью 1м/сек.

Разномерность динамической вязкости: [m]=Па.с. (Паскаль-секунда).

Вязкость пластовых жидкостей, в том числе и нефти, обычно намного ниже 1 Па.с. В промысловой практике для удобства принято пользоваться единицей вязкости в 1000 раз меньшей мПа.с (миллипаскаль.секунда). так, вязкость пресной воды при температуре +200С составляет 1мПа.с. Вязкость нефтей добываемых в России в зависимости от характеристики и температуры изменяется от 1 до нескольких десятков мПа.с (0.1-0.2 Па.с) и более.

Кинематическая вязкость- отношение динамической вязкости к плотности, измеряется в м2/с. Иногда для оценки качества нефти и нефтепродуктов пользуются относительной (условной) вязкостью, показывающей во сколько раз вязкость данной жидкости больше или меньше вязкости воды при определенной температуре. Измерение проводят обычно путем сравнения времени истекания из отверстия вискозиметра Энглера равных объемов исследуемой жидкости и воды. Результаты определений выражают в градусах условной вязкости оВYt, где индекс t указывает температуру измерения.

За число градусов условной вязкости при данной температуре принимают отношение времени истечения из вискозиметра Энглера 200 см3 испытуемой жидкости ко времени истечения 200 см3 воды из того же прибора при температуре 200С.

С повышением температуры вязкость нефти (как и любой другой жидкости) уменьшается. С увеличением количества растворенного газа в нефти вязкость нефти также значительно уменьшается.

На нефтяных месторождениях обычно наблюдается увеличение температуры с глубиной. Кроме того, в нефти, как правило, всегда содержится определенное количество растворенного газа. Поэтому вязкость нефти в пластовых условиях всегда меньше, чем вязкость на поверхности.

 

mykonspekts.ru

Состав и свойства нефти и газа

Химия Состав и свойства нефти и газа

просмотров - 40

При анализе нефтей различают элементарный состав, групповой и фракционный.

Элементарный состав нефти: углерода С=84—88%, водорода Н=12—14%, в сумме содержание кислорода, серы и азота O+S+N составляет 1—2%. Содержание металлов в нефти менее 1% (ва­надий, никель, свинœец, желœезо и др.).

По групповому составу в нефти выделяются следующие груп­пы углеводородов (УВ): 1) УВ метанового (парафинового) ряда с формулой СпН2п+2 (предельные УВ). Эту группу составляют ал-каны, парафины. 2) УВ нафтенового ряда с формулой С Н (не­предельные УВ), называемые циклопарафинпми, цикланами. 3) Ароматические или бензольные УВ — циклического строе­ния, называемые аренами. 4) Кислородные, сернистые и азоти­стые соединœения, называемые гетероэлементами. К ним отно­сятся нафтеновые и жирные кислоты, фенолы, эфиры, тиофан, пиридин. Указанные высокомолекулярные соединœения входят в состав асфальтово-смолистой части нефти. Чем больше гетероэлементов в нефти, тем более густой и вязкой она является, тем сложнее ее извлекать (поднимать на поверхность).

Фракционный состав нефти — выделœение фракций по темпера­туре выкипания. Фракция, выкипающая до 60°С — петролейный эфир, до 200°С — бензиново-лигроиновая, от 200 до 300°С — ке-росино-газойлевая фракция, от 300 до 350°С — соляровая фрак­ция, выше 350°С остается мазут.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, нефть имеет сложный химический состав и представляет собой смесь различных углеводородных соединœе­ний, а также в небольших количествах примесь металлов (V, Ni, Pb, Fe и др.)

Метановые УВ в природных условиях могут входить в состав нефти и газа, а по физическому состоянию могут относиться к газам, жидкостям и твердым веществам. Метановые УВ от СН4 до С4Н10 — газы, от С5НП до С)6НЗЛ — жидкости, от С17Н36 до С35Н72 — твердые вещества, называемые парафинами или цере­зинами. Иногда в нефти присутствует большое количество пара­финов (20-30%).

Простейшие нафтеновые и ароматические УВ-жидкие, а бо­лее тяжелые, состоящие из двух-трех колец, — твердые при ком­натной температуре.

В состав природных газов входят: простейшие метановые УВ, в том числе предельные: метан СН4, этан С2Н6, пропан С3Н8, бутан С4Н|0 и в небольших количествах непредельные УВ: эти­лен С2Н4, пропилен С3Н6 и др. Кроме УВ в состав газов входят: С02, N2, Н2, h3S, Не, Аг и др.

Редко в природных газах встречается ртуть, к примеру, на мес­тоскоплений Слохтерен в Нидерландах (запасы составляют 340 т).

По товарным качествам (по ГОСТу) нефти подразделяются на классы — по содержанию серы: малосœернистые — серы до 0,5%, высокосœернистые — более 0,5%; на подклассы — по содер­жанию смол: малосмолистые — менее 8%, смолистые — от 8 до 28%, сильно смолистые — более 28%; на типы — по содержанию парафина: беспарафинистые — до 1%, слабопарафинистые — от 1 до 2%, парафинистые — более 2%.

Газы классифицируются по содержанию в них паров бензи­на (в г на I м3 газа): более 201 — газы жирные, 101—200 — полужирные, 11 — 100 — тощие, до 10 — сухие. Попутные сухие газы, которые добываются на нефтяных местоскоплениях с тя­желыми нефтями, имеют содержание метана более 50%, а жирные газы, которые добываются с легкими нефтями, содержат метана менее 50%.

Конденсат — смесь жидких УВ с газом в пластовых условиях. Сырой конденсат — УВ в стандартных условиях, находящиеся в жидком состоянии с растворенными в них газами. Конденсат, состоящий только из жидких УВ (от пентанов и выше) при стан­дартных условиях, называют стабильным. До 200°С выкипает 60— 80% конденсатов, но есть такие, конец кипения которых лежит в пределах 350—500°С. Наличие высококипящих УВ в конденса­тах отличает их от выделяемых из попутных газов газовых бензи­нов, имеющих конец кипения не выше 130—160°С. Конденсат-ность — содержание жидких УВ в газе в пластовых условиях (см3/м3, г/м3).

По физическим свойствам нефти и газа можно выделить не­которые общие свойства, а также — специфические, характер­ные либо только для нефти, либо только для газа.

Из общих свойств выделим: плотность, теплоту сгорания, ра­створимость.

Плотность (г/см3, кг/м3) — масса единицы объема. Стоит сказать, что для нефти она рассчитывается при Т = 20°С и сравнивается с плотностью дистиллированной воды того же объема при Т = 4°С. Значения плотности для нефти колеблются от 0,760 до 1,00 г/см3.

Плотность для газа рассчитывается как относительная плот­ность по воздуху (плотность воздуха = 1,293 кг/м3). Плотность газа составляет 0,573—0,835 кг/м3.

Теплота сгорания или теплотворная способность (ккал, кДж) для нефти — это количество теплоты, выделяемой 1 кг при сго­рании до конца (до С02+ Н20), и составляет 10 500—10 900 ккал. Для газа — эта величина значительно выше — в среднем 35 160 ккал. Теплота сгорания для газа — количество теплоты, выделя­емой 1м3 газа при полном сгорании.

Растворимость — объединяющее свойство, хотя имеет неко­торые различия. Нефть в воде растворяется очень плохо, но хо­рошо — в органических растворителях, в жирных попутных га­зах, в углекислом газе (С02).

Газ хорошо растворяется в воде, в нефти, в органических ра­створителях.

Специфические свойства, характерные только для нефти: вяз­кость, люминœесценция, оптическая активность, диэлектричес­кие свойства (включая нефтепродукты), тепловое расширение.

Вязкость нефти — способность оказывать сопротивление пе­ремещению частиц под влиянием действующих на них сил (еди­ницы измерения сп или Пас (1сп = 0,001 Пас)). Вязкость обус­ловлена групповым УВ составом, количеством и строением гете-роэлементов (О-, S- и N-соединœений), содержанием твердого па­рафина. Чем больше ароматических и нафтеновых УВ и гетеро-элементов, тем больше молекулярный вес и больше вязкость нефти.

Вязкость зависит от температуры, при этом она снижается при повышении температуры. Легкие нефти с небольшим содер­жанием парафина, как правило, — маловязкие, что облегчает их извлечение на поверхность.

Люминœесценция нефти — способность светиться (холодным) свечением под действием разных причин, в том числе, под дей­ствием дневного света.

Оптическая активность нефти — способность вращать плос­кость поляризации светового луча и почти всœегда вправо. Угол вращения от 0,!0 до нескольких градусов.

Нефть и нефтепродукты не проводят электрический ток, ᴛ.ᴇ. они являются диэлектриками, в связи с этим используются в промыш­ленности для изготовления различных изоляторов.

Тепловое расширение нефти — способность увеличиваться в объеме при нагревании.

Специфические свойства газа: гидратообразование и сорбция.

Гидратообразование газа — образование кристаллогидратов газа (клатратов) при низких температурах и при наличии воды. Кри­тическая температура гидратообразования для: метана — 21,5°С, этана — 14,5°С, пропана — 5,5°, изобутана — 2,5°, н-бутана 1°С. Начиная с пентанов УВ гидратов не образуют. Разное количе­ство молекул воды присоединяется к молекуле газа при образо­вании кристаллогидратов, к примеру, СН4-7Н20, С2Н68Н20, С3Н8-18Н20ит. д.

Скопления кристаллогидратов газа выявлены в условиях вечной мерзлоты при глубинœе промерзания 500—700м и даже 1000 м.

Сорбция газов — их способность поглощаться твердыми или жидкими поглотителями (сорбентами). К сорбентам относятся: уголь, силикагель и др. На этой способности газов основан хро матографический метод раздельного определœения различных групп УВ.

На ряде нефтяных местоскоплений наблюдается ретроградная конденсация, т. е. обратная растворимость. Она заключается в следующем. При повышении давления часть газа растворяется в нефти. При дальнейшем повышении давления жидкость перехо­дит в газ. Явления перехода газа при повышении давления через жидкую фазу в парообразную и вновь при падении давления — в жидкую получили название ретроградных.

Читайте также

  • - Состав и свойства нефти и газа

    При анализе нефтей различают элементарный состав, групповой и фракционный. Элементарный состав нефти: углерода С=84—88%, водорода Н=12—14%, в сумме содержание кислорода, серы и азота O+S+N составляет 1—2%. Содержание металлов в нефти менее 1% (ва­надий, никель, свинец, железо и... [читать подробенее]

  • oplib.ru


    Смотрите также