Методика расчета основных физических свойств водонефтяных смесей





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)

 





Читайте также:
Основные направления модернизма: главной целью модернизма является создание...
Восстановление элементов благоустройства после завершения земляных работ: Края асфальтового покрытия перед его восстановлением должны...
Методы лингвистического анализа: Как всякая наука, лингвистика имеет свои методы...
Основные факторы риска неинфекционных заболеваний: Основные факторы риска неинфекционных заболеваний, увеличивающие вероятность...

Рекомендуемые страницы:



Вам нужно быстро и легко написать вашу работу? Тогда вам сюда...

Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.015 с.