Для расчета этих физических параметров при соответствующих термодинамических условиях потока, его расходных характеристик, структурных особенностей, определяют следующие факторы:
1. Объемная расходная доля воды в смеси 
при стандартных условиях:
а) при известных объемных дебитах скважины по жидкости и воде:
(68)
б) при известной массовой расходной доле воды в смеси nв:
(69)
где Qвст, Qжст - соответственно дебит воды и жидкости при стандартных условиях, м3/с; 
- плотность воды и нефти при стандартных условиях, кг/м3.
2. Объемные расходы нефти и волы при заданных Р и Т:
где bн - объемный коэффициент нефти, определяемый по (31); bв - обьемный коэффициент воды при Р и Т, определяемый по (52) (можно приближенно принять bв =1)
3. Объемная расходная доля воды в смеси при Р и Т
(72)
4. Скорость потока водонефтяной смеси в рассматриваемом сечении канала:
(73)
где F-площадь сечения канала.
5. Структура потока. Для водонефтяной дисперсной системы характерны две основные структурные формы, область существования каждой оценивается по критической скорости смеси:
(74)
где 
- гидравлический диаметр канала, м; Р - смоченный периметр поперечного сечения канала.
При wсм < wсм кр - водонефтяной поток имеет капельную структуру диспергированная фаза в виде отдельных капель диаметром 0,5 - 2 см, распределена во внешней, непрерывной фазе.
При wсм > wсм кр - поток имеет эмульсионную структуру, диспергированная фаза представлена сферическими каплями диаметром 0,00001 - 0,001 см. Дисперсную систему такой структуры называют эмульсией (микрогетерогенная дисперсная система из двух жидкостей, одна из которых образует изолированные капельки).
Капельная структура
|
|
Физические свойства водонефтяной смеси рассчитываются после предварительного определения типа водонефтяной смеси. В зависимости от расходной доли воды смесь может быть двух типов:
· если bв £ 0.5, то смесь будет типа вода (дискретная, внутренняя фаза) в нефти (непрерывная, внешняя фаза); обозначается в / н;
· если bв > 0.5, то смесь типа нефть (дискретная, внутренняя фаза) в воде (непрерывная, внешняя фаза); обозначается н / в.
а) Поверхностное натяжение нефти на границе с водой:
(75)
где 
- соответственно поверхностное натяжение на границе раздела нефть-газ; вода-газ, рассчитываемые по (38) и (67).
б) Истинные объемные доли фаз в потоке смеси. Для смеси типа в / н:
(76)
где w в пр - приведенная скорость воды,
(77)
- плотности воды и нефти при заданных Р,Т в 
.
Истинная обьемная доля внешней (непрерывной) фазы, т.е. нефти будет:
(78)
Для смеси типа (Н /В):
где w н пр - приведенная скорость нефти,
Истинная объемная доля внешней фазы (воды) будет:
(80)
в) Плотность водонефтяной смеси на основе принципа аддитивности:
(81)
г) Кажущаяся динамическая вязкость водонефтяной смеси капельной структуры принимается равной динамической вязкости внешней фазы (мПа·с):
для смеси (в/н): 
. (82)
для смеси (н/в): 
(83)
где µн, µв - вязкости нефти и воды при соответствующих Р и Т
Эмульсионная структура.
Физические свойства эмульсии рассчитывают, предварительно определив тип эмульсии, который оценивается по объемной расходной доле воды и критической скорости эмульсии:
. (84)
Если 
- эмульсия типа (в / н).
Если 
- эмульсия типа (н / в)
|
|
а) Истинные обьемные доли фаз в эмульсии.
Учитывая, что в потоке эмульсии в силу высокой дисперсности практически отсутствует относительное движение фаз, их истинные обьемные доли принимаются равными расходным обьемным, т.е.:
(85)
(86)
б) Плотность водонефтяной эмульсии приближенно оценивается по ф-ле
(87)
в) Кажущаяся динамическая вязкость эмульсии определяется ее типом и характером отклонения ее течения от нъютоновского, что оценивается по изменению скорости сдвига потока эмульсии. Особую трудность представляет вязкость эмульсии типа (В / Н), которая зависит от вязкости нефти µн, обьемной расходной доли воды, скорости сдвига wсд и дисперсности. Предварительно нужно определить скорость сдвига эмульсии при заданных Р и Т:
(88)
где wсм - скорость водонефтяной смеси (64); Dг = Dт - гидравлический диаметр трубы, м.
Расчет вязкости основан на использовании некоторого параметра А, учитывающего влияние скорости сдвига на вязкость
(89)
(90)
где В - коэффициент, который зависит от А:
(91)
Существуют также графические зависимости для определения кажущейся вязкости эмульсии типа (В/Н).
Расчетный способ определения кажущейся вязкости эмульсии типа (н /в) основывается на следующей зависимости:
. (92)