1. коллекторские Свойства горных пород

3.2. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ В НЕФТИ, ВОДЕ И ГАЗЕ
Фазовые переходы подчиняются определённым закономерностям, в основе которых лежит понятие равновесия фаз. Равновесие фаз характеризуется константой равновесия, которая зависит от температуры и давления.
Константа фазового равновесия i-го компонента характеризуется отношением мольной доли компонента в газовой фазе (у_i или N_yi) к мольной доле этого компонента в жидкой фазе (х_i или N_xi), находящейся в равновесном состоянии с газовой фазой:
. (3.1)
Для определения равновесного состояния газожидкостных смесей используются законы Дальтона и Рауля.
Согласно закону Дальтона каждый компонент, входящий в газовую фазу имеет своё парциальное давление P_i, а общее давление в газовой системе равно сумме парциальных давлений:
(3.2)
Согласно закону Рауля, парциальное давление компонента над жидкостью (нефтью) равно давлению насыщенного пара (Р_{нас. пара}) или упругости пара (Q_i) и этого компонента, умноженному на его мольную долю в нефти:
или , (3.3)
где Q_i – упругость паров компонента;
N_xi – мольная доля компонента;
p_{iнас. пара} – давление насыщенного пара i-го компонента.
В момент равновесия парциальное давление i-го компонента в газовой фазе равно парциальному давлению компонента над жидкостью. И это описывается законом Дальтона-Рауля для равновесного состояния газовой и нефтяной фазы:
; (3.4)
, (3.5)
где К_i – константа равновесия i-го компонента при данной температуре и давлении смеси.
Оценить состав газовой (N_yi) и жидкой (N_xi) фаз можно на основе уравнения материального баланса, записанного для одного моля нефтегазовой смеси (N_zi):
, (3.6)
где L – мольная доля жидкой фазы;
V – мольная доля паровой фазы;
N_zi – мольные доли компонентов в нефтегазовой смеси.
По условию сумма мольной доли жидкой и паровой фаз равна единице. Отсюда:
V=1–L. (3.7)
Используя уравнения (3.6) и (3.7) получим выражение для мольной доли компонента жидкой фазы:
, (3.8)
или
, (3.9)
и для мольной доли компонента газовой фазы:
. (3.10)
Величины: V и L оцениваются и уточняются методом последовательных проб и приближений (см. разд. "Практикум для самостоятельной работы"). .