gototopgototop

"Научный аспект №2-2019" - Естественные науки

Исследование плотности и вязкости нефти месторождений острова Сахалин

Денисова Янина Вячеславовна – кандидат биологических наук, доцент кафедры Геологии и нефтегазового дела Технического нефтегазового института Сахалинского государственного университета.

Нейланд Дарья Евгеньевна – студентка кафедры Геологии и нефтегазового дела Сахалинского государственного университета.

Нурланова Алина Нурлановна – студентка кафедры Геологии и нефтегазового дела Сахалинского государственного университета.

Аннотация: Проведено исследование плотности и вязкости нефти 13 месторождений острова Сахалин. Для измерения плотности использовался ареометр общего назначения. Для измерения вязкости использовался вискозиметр Энглера. Составлены графики и таблица изученных образцов нефти месторождений острова Сахалин. По графикам выявлены тенденции изменения вязкости и плотности. В целом, важно отметить, что на значения плотности и вязкости нефти исследуемых месторождений острова Сахалин оказывают влияние такие факторы, как: глубина залегания скважины, генезис, температура, давление, фракционный и молекулярный состав.

Ключевые слова: Плотность нефти; вязкость нефти; месторождения нефти острова Сахалин.

Остров Сахалин – это один из крупных и перспективных районов нефтедобычи России, имеющий порядка 81 месторождений [12], где нефть добывается с 1910 года [10]. В настоящее время, в основном, разрабатываются месторождения на севере Сахалина [1], где преобладает суровый климат (средняя температура зимнего периода колеблется от -16 ºС до -24 ºС) [8].

Плотность и вязкость являются важнейшими физическими характеристиками нефти, поскольку напрямую влияют на её текучесть. Эти значения учитываются при оценке скорости фильтрации в пласте, при выборе типа вытесняющего агента, при расчете мощности насоса добычи нефти и т.д. При добыче неизбежны аварийные ситуации разлива нефти и для выбора сорбентов нужны данные о плотности и вязкости нефти. Значения вязкости и плотности нефти варьируют в диапазоне от 0,77 ºВУ до 567,31 ºВУ [13] и от 700 кг/м3 до 1100 кг/м3[2] соответственно. Эти значения уникальны для каждого месторождения и зависят от многих факторов (генезис, температура окружающей среды, количество смолистых веществ, количество растворенных газов, глубина залегания и т.д.).

Цель: исследование плотности и вязкости образцов нефти некоторых месторождений острова Сахалин при различных температурах.

Методика исследования

Исследования плотности и вязкости нефти месторождений о. Сахалин проводили в лабораторных условиях на базе Технического нефтегазового института Сахалинского государственного университета в период с октября 2018 г. по январь 2019 г.

Анализу подвергались образцы нефти с 13 месторождений о. Сахалин (Катангли, Аркутун-Даги, Одопту-море, Пильтун-Астохское (с платформы ПА-А), Пильтун-Астохское (с платформы ПА-Б), Чайво, Окружное, Колендо, Лебединское, Центральное Сабо, Западное Сабо, Центральный Паромай и Оха) (рисунок 1).

 


Рисунок 1. Места отбора образцов нефти с месторождений северной части о. Сахалин.

Для измерения плотности использовался ареометр АОН-1, ГОСТ 18481-81 [4] (диапазон измерения – от 700 кг/м3 до 1840 кг/м3, шкала деления – 1 кг/м3, погрешность – 1 кг/м3), а для измерения вязкости – вискозиметр ВУ-М по ГОСТ 1532-81 [3]. Измерения параметров проводили при температурах +20 ºС и -5 ºС.

Результаты исследования

Результаты полученных данных приведены в таблице 1 и на рисунках 2-5.

В результате полученных данных было выявлено следующее. Значения плотности нефти при +20 ºС варьировали в диапазоне от 801 кг/м3 до 952 кг/м3, а при -5 ºС - от 811 кг/м3до 963 кг/м3 (рисунок 2).

Таблица 1. Плотность и вязкость нефти месторождений острова Сахалин при различных температурах.

Название месторождения

Плотность (20ºС), кг/м3

Вязкость (20ºС), ºВУ

Плотность (-5ºС), кг/м3

Вязкость (-5ºС), ºВУ

1

Катангли

952

46,7

963

138,5

2

Одопту-море

928

10

932

21,15

3

Оха

902

3,22

913

6,19

4

Западное Сабо

890

1,88

897

2,88

5

Аркутун-Даги

851

1,77

897

4,04

6

Пильтун-Астохское (ПА-Б)

868

1,54

879

1,73

7

Чайво

835

1,35

902

15,07

8

Центральное Сабо

855

1,31

870

1,73

9

Колендо

848

1,27

859

1,69

10

Окружное

830

1,27

840

1,29

11

Лебединское

861

1,19

870

1,65

12

Центральный Паромай

835

1,12

843

1,35

13

Пильтун-Астохское (ПА-А)

801

1,06

811

1,13

Наибольшее значение плотности – 963 кг/м3 отмечено у образца нефти, измеренного при температуре -5 ºС, с месторождения «Катангли», а наименьшее – 801 кг/м3 отмечено у образца нефти, измеренного при температуре +20 ºС, с месторождения «Пильтун-Астохское (ПА-А)» (рисунок 2).

Рисунок 2. Значения плотности исследованных образцов нефти месторождений острова Сахалин при +20 ºС и -5 ºС.

Значения вязкости нефти при +20 ºС варьировали в диапазоне от 1,06 ºВУ до 46,71 ºВУ, а при -5 ºС от 1,13 ºВУ до 138,46 ºВУ (рисунок 3). Наибольшее значение вязкости (138,46 ºВУ) отмечено у образца нефти, измеренного при температуре -5 ºС, с месторождения «Катангли», а наименьшее (1,06 ºВУ) отмечено у образца нефти, измеренного при температуре +20 ºС, с месторождения «Пильтун-Астохское (ПА-А)».

Резкое отличие в показателях вязкости нефти образца с месторождения «Катангли» связано, прежде всего, с особенностями химического состава нефти – повышенное содержание асфальтосмолянистых веществ [7].

Рисунок 3. Значения вязкости исследованных образцов нефти месторождений острова Сахалин при +20 ºС и-5ºС.

Дальнейший анализ средних значений плотности исследуемых образцов нефти месторождений острова Сахалин при +20 ºС и -5 ºС выявил значения 865,8±5,2 кг/м3и 882,8±5,6 кг/м3, соответственно (рисунок 4).

Рисунок 4. Средние значения плотности исследованных образцов нефти острова Сахалин при +20 ºС и -5 ºС.

Анализ средних значений вязкости исследуемых образцов нефти месторождений острова Сахалин при +20 ºС и -5 ºС выявил значения 5,7±1,5 ºВУ и 15,3±2,5 ºВУ, соответственно (рисунок 5).

Рисунок 5. Средние значения вязкости исследованных образцов нефти острова Сахалин при +20 ºС и -5 ºС.

Анализ причин варьирования значений плотности и вязкости на различных месторождениях нефти показал, что на плотность и вязкость нефти влияет множество факторов, такие как:

А) Глубина залегания. Чем глубже располагается нефть, тем она легче, и соответственно вязкость будет меньше [9];

Б) Количество растворенного газа. С увеличением содержания в нефти растворенного газа вязкость уменьшается [11];

В) Температура. Значение температуры обратно пропорционально показателям плотности и вязкости [11, 2];

Г) Давление. С ростом пластового давления плотность нефти уменьшается до значений давления насыщения, а затем возрастает. Значение вязкости с возрастанием давления увеличивается [2];

Д) Смолопарафиновые соединения. С увеличением в составе нефти смолопарафиновых соединений вязкость нефти увеличивается [11].

Выводы

В результате проведенного исследования можно сделать следующие выводы:

1. Среднее значение вязкости нефти исследованных образцов месторождений о. Сахалин при температуре 20 ºС составило 5,7±1,5 ºВУ, а при -5 ºС – 15,3±2,5 ºВУ. При понижении температуры наблюдается явная тенденция повышения значений вязкости нефти. При этом отмечается увеличение значения вязкости нефти в 11 раз у образца нефти с месторождения «Чайво», в 3 раза - с месторождения «Катангли», в 2 раза - с месторождения «Одопту-море», «Оха» и «Аркутун-Даги», в остальных случаях показатель увеличения вязкости составил не более чем в 1,5 раза.

2. Среднее значение плотности нефти исследованных образцов месторождений о. Сахалин при температуре 20 ºС составило 865,8±5,2 кг/м3, а при -5 ºС – 882,8±5,6 кг/м3. При понижении температуры, значения плотности всех изученных образцов нефти увеличились в среднем в 1,02 раз;

3. Из исследуемых образцов нефти месторождений острова Сахалин, наибольшими значениями плотности и вязкости обладает образец нефти с месторождения «Катангли», что свидетельствует о наличии в составе данного образца большого количества смолисто-асфальтеновых веществ. Это делает добычу, транспортировку и переработку нефти более трудоемкой и ресурсно-затратной. Наименьшими значениями плотности и вязкости обладает образец нефти с месторождения «Пильтун-Астохское (ПА-А)».

В целом важно отметить, что на значения плотности и вязкости нефти исследуемых месторождений о. Сахалин оказывают влияние такие факторы, как: глубина залегания скважины, генезис, температура, давление, фракционный состав, молекулярный состав и т.д.

Список литературы

  1. Атлас Сахалинской области [электронный ресурс] //http://atlaspacket.vsegei.ru(дата обращения 18.01.2019г.)
  2. Геология нефти и газа: учебник для студ. учреждений высш. образования / В. Ю. Керимов, В. И. Ермолкин, А. С. Гаджи-Касумов, А. В. Осипов. – М.: Издательский центр «Академия», 2015. – 288 с.
  3. ГОСТ 1532-81 Вискозиметры для определения условной вязкости. Технические условия [электронный ресурс] //https://standartgost.ru(дата обращения 22.01.2019г.)
  4. ГОСТ 18481-81 Ареометры и цилиндры стеклянные. Общие технические условия [электронный ресурс] //https://standartgost.ru(дата обращения 22.01.2019г.)
  5. ГОСТ 2823-73 Термометры стеклянные технические. Технические условия [электронный ресурс] //https://standartgost.ru(дата обращения 22.01.2019г.)
  6. ГОСТ 6258-85 Нефтепродукты. Метод определения условной вязкости [электронный ресурс] //https://standartgost.ru (дата обращения 22.01.2019г.)
  7. Давыдова С. Л., Тагасов В. И. Нефть и нефтепродукты в окружающей среде: Учеб. пособие. – М.: Издательство РУДН, 2004. – 163 с.
  8. Денисова Я. В. Учение об атмосфере: учебное пособие по специальностям 020802.65 "Природопользование", 020801.65 "Экология" вузов региона / Я. В. Денисова. - Южно-Сахалинск : Изд-во Сахалинского гос. ун-та, 2011. - 220 с.
  9. Исаев В. П. Геохимия нефти и газа: курс лекций/ В. П. Исаев. - Иркутск : издательство Иркутского гос.университета, 2010. - 197 с.
  10. История Сахалинской нефти [электронный ресурс] //http://okha-sakh.narod.ru/hronika.htm (дата обращения 20.01.2019г.)
  11. Кудинов В. И. Основы нефтегазопромыслового дела. – Москва–Ижевск: Институт компьютерных исследований; Удмуртский госуниверситет, 2005. – 720 с.
  12. Нефтегазовый комплекс Сахалинской области [электронный ресурс] // https://sakhalin.gov.ru/index.php?id=168 (дата обращения 20.01.2019г.)
  13. Фомин Г. С., Фомина О. Н. Нефть и нефтепродукты. Энциклопедия международных стандартов. М.: Издательство «Протектор». - 2006. 1040 с.
Интересная статья? Поделись ей с другими:

Внимание, откроется в новом окне. PDFПечатьE-mail

Отправить статью

...

Форма оплаты

Номер статьи, присвоенный редакцией
Количество страниц в статье
Количество экземпляров журнала
Доставка: РФСНГ
Скидка (%)
Заказать свидетельство о публикации
1. Стоимость публикации каждой страницы статьи составляет 200 рублей.
2. Стоимость каждого экземпляра журнала, включая его изготовление и доставку, составляет 300 рублей для России и 600 рублей для стран СНГ.
3. Стоимость печатного свидетельства о публикации составляет 100 рублей

Реквизиты для оплаты через банк