Свойства нефти

Министерство образования  и науки 

Санкт-Петербургский  государственный горный  университет

 

                                                              

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

по истории нефти и нефтегазового  дела

на тему:

 

«Свойства нефти»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                   Выполнила: студентка группы ТХ-11-2

                                                                     Кудрявцева Альбина Николаевна

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург  2011

Оглавление:

 

1. Нефть и ее свойства          3
2. Удельный вес          3
3. Плотность           3
4. Температура кипения         4
5. Температура застывания и плавления                  4
6. Вязкость поверхностное натяжение                  4
7. Поверхностное натяжение                    6
8. Оптические свойства нефти         6
9. Электрические свойства                    7
10. Теплота сгорания                     7
11. Химический состав нефти                                                                                                 7
12. Содержание воды                     8
13. Содержание механических примесей                  9
14. Содержание серы                     9
15. Наличие хлористых и других минеральных солей          9-10
16. Содержание парафина                   10
17. Список литературы                   11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нефть

Нефть — это жидкое полезное ископаемое, состоящее в  основном из углеводородных соединений, это жирная на ощупь жидкость, обыкновенного  темно-коричневого или черного  цвета, часто с зеленоватым или  зеленовато-черным отливом. Консистенция нефтей различна от жидкой маслянистой до густой смолоообразной. Большинство нефтей легче воды и обладает специфическим запахом, который в случае присутствия сернистых соединений в нефти становится очень неприятным.

Свойства нефти

Измерение параметров нефти  позволяет определить ее товарные качества. Некоторые параметры используются при проектировании хранилищ, нефтепроводов.

1. Удельный вес

Одним из наиболее важнейших  физических параметров нефтиявляется  ее удельный вес.

Удельный вес нефтей находится в пределах 0,75-1,00 н/м³ при 20 градусах. Лишь как исключения встречаются нефти с удельным весом меньше 0,75, так, например, белая нефть (месторождение Сураханы) имела удельный вес 0,71. Густые асфальтовые нефти с удельным весом более 1,00 известны в Иране (уд. вес 1,016) и США в Калифорнии (уд. вес 1,01).

Удельный вес нефти  зависит от содержания в ней смолистых , от природы веществ, составляющих массу нефти, т.е. от молекулярного  веса ее компонентов и присутствия  в ней растворенного газа. 

2. Плотность

Единица плотности в  СИ — кг/м3. На практике пользуются относительной  плотностью, которая представляет собой  отношение плотности нефти при  температуре 20 С к плотности воды при 4 С. Относительная плотность нефти чаще всего колеблется в пределах 0,82 —    0,92. Как исключение, встречается нефть плотностью меньше 0,77 (дистилляты естественного фракционирования нефти), а также тяжелые, густые асфальтоподобные нефти, плотность которых превышает 1 (остатки естественного фракционирования). Различия в плотности нефти связаны с количественными соотношениями углеводородов отдельных классов. Нефть с преобладанием метановых углеводородов легче нефти, обогащенной ароматическими углеводородами. Плотность смолистых веществ нефти выше 1, поэтому чем больше их в составе нефти, тем выше ее плотность.

Плотность нефти зависит  от соотношения количеств легкокипящих и тяжелых фракций. Как правило, в легкой нефти преобладают легкокипящие компоненты (бензин, керосин), а в  тяжелых — тяжелые (масла, смолы), поэтому плотность нефти дает приближенное представление о ее составе.

В пластовых условиях плотность нефти меньше, чем на земной поверхности, так как в  пластовых условиях нефть содержит растворенные газы.

Плотность используется при расчете массы продукта, занимающего данный объем, и, наоборот, объема продукта, имеющего определенную массу. Вследствие этого, данный показатель имеет особое значение при проведении операций купли-продажи для определения количества продукта на всем пути следования нефти и нефтепродуктов от места добычи до места переработки и от места переработки до потребителей.

3. Температура  кипения

Температура кипения  углеводорода зависит от его строения. Чем больше атомов углерода входит в состав молекулы, тем выше температура  кипения. У нафтеновых и ароматических углеводородов (у которых атомы углерода соединены в циклы (кольца)) температура кипения выше, чем у метановых, при одинаковом количестве атомов углерода. Природная нефть содержит компоненты, выкипающие в широком интервале температур — от 30 до 600 С. Из нефти путем разгонки получают большое количество товарной продукции.

4. Температура  застывания и плавления

Температура застывания и плавления различных видов  нефти неодинакова. Обычно нефти  в природе в жидком состоянии, однако некоторые из них загустевают при незначительном охлаждении. Температура застывания нефти зависит от ее состава. Чем больше в ней твердых парафинов, тем выше температура ее застывания. Смолистые вещества оказывают противоположное влияние — с повышением их содержания температура застывания понижается.

5. Вязкость

Вязкость является важнейшей  свойством, характеризующим эксплуатационные свойства котельных, дизельных топлив и других нефтепродуктов. Вязкостью жидкости называется ее способность оказывать сопротивление перемещению ее частиц относительно друг друга под влиянием действующих на них сил.

Вязкостью определяются масштабы перемещения нефти и  газа в природных условиях, ее необходимо учитывать в расчетах, связанных  с добычей этих полезных ископаемых.

Особенно важна эта  характеристика для определения качества масленых фракций, получаемых при переработке нефти и качества стандартных смазочных масел. По значению вязкости судят о возможности распыления и перекачивания нефтепродуктов при транспортировке нефти по трубопроводам, топлив в двигателях и т.д.

Среди различных групп  углеводородов наименьшую вязкость имеют парафиновые, а наибольшую — нафтеновые углеводороды. Чем  больше вязкость нефтяных фракций, тем  больше температура их вскипания.

Различают динамическую (абсолютную), кинематическую и относительную (удельную) вязкость нефти.

Динамическая  вязкость выражается величиной сопротивления в Па к взаимному перемещению двух слоев жидкости с поверхностью 1 м2, при относительной скорости перемещения 1 м/с под действием приложенной силы в 1Н. По динамической вязкости расчетным путем определяют значения рациональных дебитов скважин.

Кинематическая  вязкость представляет собой отношение динамической вязкости к ее плотности при той же температуре. Единица кинематической вязкости в СИ — м2/с. Данные о кинематической вязкости используются в технологических расчетах.

При исследовании нефтей обычно определяют относительную вязкость. Относительная (удельная) вязкость выражается отношением абсолютной вязкости нефти к вязкости воды.

Относительная вязкость нефтей при различной температуре (Табл.1)

Район	ВУ20	ВУ50
Ленинская площадь Сураханы Кала Биби-Эйбат Доссор Ишимбаево Самарская Лука Небит-Даг	2,73 2,78 2,89 3,4 - 2,33 11,3 -	- - - - 1,64 1,54 4,25 2,14

6. Поверхностное  натяжение

Поверхностное натяжение определяется работой, которую нужно произвести, чтобы увеличить свободную поверхность жидкости на 1 см2, не меняя ее температуры. Выражается в СИ — Дж/м2.

Поверхностное натяжение  является результатом действия молекулярных сил, которые у разных веществ разные. Силы сцепления молекул жидкости с молекулами твердого тела могут быть больше, чем силы сцепления между молекулами жидкости. Молекулярные силы сцепления между водой и породой больше, чем между нефтью и породой. Это может привести к вытеснению нефти водой из мелких пустот породы в более крупные, т. е. к миграции нефти в горных породах.

Добавляя в жидкость поверхностно-активные вещества, можно  изменять ее поверхностное натяжение. В табл.2 приведены величины поверхностного натяжения некоторых нефтей по отношению к воздуху и воде.

Нефть	Удельный вес	Поверхностное натяжение дн/см2
		К воздуху	К воде
Сураханская Балаханская Биби-Эйбатская Бинагадинская О. Артема	0.797 0.875 0.880 0.932 0.918	25.8 28.9 29.2 31.0 30.7	27.8 27.1 22.0 19.0 17.3
Вода	1.00	72.7	0.00

7. Оптические  свойства нефти

Оптические свойства нефти также неодинаковы. Одной  из качественных характеристик оптических свойств является цвет. В зависимости  от состава нефти цвет меняется от черного и темно-коричневого до красноватого, желтого и светло-желтого. Углеводороды нефти бесцветны, цвет же обусловлен в основном содержанием в ней смолисто-асфальтеновых соединений (чем их больше, тем темнее нефть). Нефть при освещении не только отражают часть падающего на них света, но иногда и сами начинают светиться. Такое явление носит название люминесценции. Так, Бакинская нефть, рассматриваемая при дневном свете, характеризуется синеватым свечением, а грозненская — зеленоватым.

Нефть содержит оптически  активные вещества. При прохождении  через них поляризованного луча плоскость поляризации смещается (почти всегда вправо по ходу луча). Угол смещения колеблется в пределах от 0,1 градуса до нескольких градусов. Носителями оптической активности нефти служат преимущественно полициклические нафтены. Нефть из более древних отложений менее оптически активна, нежели нефть из молодых отложений.

8. Электрические  свойства

Электрические свойства нефти играют особую роль. Нефть  не проводит электрический ток, поэтому  для обнаружения в разрезах скважин  нефтеносных пластов используют электрические методы. Нефтепродукты используются в промышленности для изготовления различных изоляторов.

9. Теплота сгорания

Теплота сгорания нефти  очень высока. Для сравнения приведем данные о теплоте сгорания угля, нефти и газа в таблице 3.

(Табл. 3)

Ископаемое	Теплота сгорания Дж/кг
каменный  уголь природный газ (сухой) нефть	33 600 37 700 - 56 600 43 250 - 45 500

 

10. Химический  состав нефти

 

Нефть представляет собой  смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большая часть — жидкие углеводороды (> 500 веществ или обычно 80—90 % по массе) и гетероатомные органические соединения (4—5 %), преимущественно сернистые (около 250 веществ), азотистые (> 30 веществ) и кислородные (около 85 веществ), а также металлоорганические соединения (в основном ванадиевые и никелевые); остальные компоненты — растворённые углеводородные газы (C1-C4, от десятых долей до 4 %), вода (от следов до 10 %), минеральные соли (главным образом хлориды, 0,1—4000 мг/л и более), растворы солей органических кислот и др., механические примеси (частицы глины, песка, известняка).

11. Содержание воды

При добыче и переработке  нефть дважды смешивается с водой: при выходе с большой скоростью  из скважины вместе с сопутствующей  ей пластовой водой и в процессе обессоливания, т.е. промывки пресной водой для удаления хлористых солей.

В нефти и нефтепродуктах вода может содержаться в виде простой взвеси, тогда она легко  отстаивается при хранении, либо в  виде стойкой эмульсии, тогда прибегают  к особым приемам обезвоживания  нефти.

Образование устойчивых нефтяных эмульсий приводит к большим  финансовым потерям. При небольшом  содержании пластовой воды в нефти  удорожается транспортировка ее по трубопроводам из-за увеличения вязкости. После отделения воды от нефти в отстойниках и резервуарах, часть нефти сбрасывается вместе с водой в виде эмульсии и загрязняет сточные воды.

Часть эмульсии улавливается ловушками, собирается и накапливается  в земляных амбарах и нефтяных прудах, где из эмульсии испаряются легкие фракции и она загрязняется механическими примесями. Такая нефть получила название "амбарной нефти". Она является высоко обводненной, смолистой, с большим содержанием механических примесей и тяжело обезвоживаемой.