Download Bài Giảng + Thuyết Trình Môn Tính Chất Vật Lý Tầng Chứa 2 Trường Đại Học Mỏ Địa Chất Hà Nội

Chương 2: DẦU MỎ

i. Khái quát chung vỀ dẦu mỎ
ii. các tính chẤt vẬt lý cỦa dẦu mỎ:
iii. Phân loại dầu mỏ


khái quát chung về dầu mỏ

Dầu mỏ là hỗn hợp các hợp chất rất phức tạp, trong đó thành phần chủ yếu là Hydrocacbon. Ngoài ra còn có các hợp
chất chứa S, O, N, P. Các phương pháp phân tích hoá học hiện đại còn cho thấy trong tàn tro đốt cháy dầu mỏ, đặc biệt là các
dầu nặng còn chứa các nguyên tố như: Si; Fe; Ca; Mg; Cu; Mn; Cr; Co, Ni... với vi hàm lượng:
- Hydrocacbon có trong thành phần của dầu mỏ và khí đốt được phân thành ba nhóm cơ bản:
+ Alkan- đây là các Hydrocacbon có cấu trúc mạch hở, liên kết đơn.
+ Sicloalkan- đây là các Hydrocacbon có cấu trúc mạch vòng liên kết đơn.
+ Aren - là các Hydrocacbon chưa no, trong cấu trúc phân tử có liên kết kép tạo vòng nhân Benzen.
* Parafin: Parafin sạch kết tinh tạo khối trong không mầu hoặc hơi mờ, không có khả năng hoà tan trong nước, hoà tan tốt
trong Ête, Clorofooc, Benzol. Các cấu tử Parafin được chia ra Parafin C17÷C35 và Serezin C36+
+ Parafin chủ yếu có cấu trúc phân tử mạch thẳng, nhiệt độ nóng chảy T = 27÷710C, kết tinh dưới dạng tấm hay dải
mỏng, nhiệt độ nóng chảy càng cao thì kích thước tinh thể càng nhỏ.
+ Serezin chủ yếu có cấu trúc phân tử mạch nhánh, nhiệt độ nóng chảy T= 65÷880C, tinh thể hình kim liên kết kém.


Tính chất vật lý của dầu mỏ

1. Khối lượng riêng - mật độ (ρ), đơn vị: g/ cm3; kg/ dm3; t/m3; API0
Khối lượng riêng của dầu mỏ là khối lượng của một đơn vị thể tích dầu mỏ ở điều kiện xác định
- Khối lượng riêng của dầu mỏ dao động trong khoảng 0,7 - 1,1 g/cm3
+ Dầu có ρ < 0,9 g/cm3 được gọi là dầu nhẹ
+ Dầu có ρ > 0,9 g/cm3 được gọi là dầu nặng
- Áp suất tăng làm cho khối lượng riêng của dầu mỏ

tăng. Tuy nhiên, trong điều kiện vỉa khi áp suất tăng
lại làm cho khối lượng lớn khí hoà tan vào dầu mỏ
(đặc biệt là khí Hydrocacbon), dẫn đến giảm khối
lượng riêng của dầu mỏ. Khối lượng riêng của dầu mỏ
chỉ thực sự tăng lên khi áp suất vỉa vượt qua giá trị áp
suất bão hoà (hình:II.1).


Tính chất vật lý của dầu mỏ

T
(2.6)

2. Độ nhớt của dầu mỏ.
Độ nhớt hay còn gọi là ma sát trong là tính chất đặc
biệt của các phần tử chất lỏng hay chất khí chống lại
sự dịch chuyển tương đối giữa chúng dưới tác động
của ngoại lực.

0
0

F ∆d
.
Trong đó S ∆V
µ=

P
Hình:II.2 Sơ đồ vector vận tốc dòng
chảy ổn định chất lỏng trong ống

F - ngoại lực buộc các phần tử chất lỏng chuyển động, N/m2
µ - hệ số nhớt của chất lỏng, Pa.s
∆v - chênh lệch vận tốc các phần tử (lớp) chất lỏng, m/s
∆d - khoảng cách giữa hai lớp chất lỏng, m
S - diện tích lớp chất lỏng, m2

µ=

N m
N
.
=
.s = Pa.s
2
2
2
m m/s m

1Pa.s = 10P = 103 cP

0


Tính chất vật lý của dầu mỏ

Khi b

 Độ nhớt tuyệt đối là khả năng chất lưu chống lại sự dịch chuyển tương đối giữa các lớp chất lưu dưới
sự tác động của ngoại lực (đã nêu trên).

 Độ nhớt tương đối H là tỉ số độ nhớt tuyệt đối của chất lỏng khảo sát và độ nhớt tuyệt đối của
nước ở cùng một nhiệt độ
 Độ nhớt động học γ là tỉ số giữa độ nhớt tuyệt đối và khối lượng riêng của chất lưu
10,0

100

8,0

80

6,0

400C

4,0
2,0

600C

25
75 100
50
0
Lượng khí hoà tan (m3/m3)
Hình:II.4 Sơ đồ tương quan
độ nhớt động học - lượng khí hoà tan trong dầu
mỏ tại vỉa

0,3MPa

60

4MPa
40 8MPa
20

12MPa

16MPa
0

40
120
80
Nhiệt độ (T0C)
Hình:II.5 Sơ đồ tương quan
độ nhớt - áp suất - nhiệt độ
của dầu mỏ trong vỉa

160


Tính chất vật lý của dầu mỏ

3. Độ hoà tan và khả năng hoà tan của dầu mỏ
* Khi đóng vai trò là dung môi:
- Dầu mỏ và các sản phẩm chưng cất từ dầu mỏ rất ít hoà tan trong nước (bình quân 270gam/m3)
- Độ hoà tan trong nước của Hydrocacbon tăng khi nhiệt độ, áp suất tăng và độ khoáng hoá của nước
giảm. Đặc biệt, khi nhiệt độ tăng quá 100 - 1500C, độ hoà tan của dầu mỏ trong nước tăng lên rất nhanh.

- Độ hòa tan của dầu mỏ giảm khi nó được hòa tan ở dạng hợp chất và theo chiều tăng của các cấu tử
- Dầu mỏ và các sản phẩm của dầu mỏ dễ hoà tan trong các dung môi như: Ete dầu mỏ, Benzen,
nặng
Clorofooc, Tetracloruacacbon v.v. Chính các phân đoạn nhẹ của dầu mỏ cũng là các dung môi rất tốt để
hoà tan dầu mỏ nói chung và các phân đoạn nặng của nó nói riêng
* Khi đóng vai trò là dung môi
Trước hết là đối với nước, dầu mỏ và các sản phẩm dầu mỏ là dung môi rất tồi đối với nước (không thể
vượt quá 10-3%). Ngược lại nó lại là dung môi rất tốt cho nhiều chất hữu cơ khác, mỡ động thực vật, các
chất như Br, I, S v.v. Trong dầu mỏ hoà tan rất tốt, đặc biệt là ở nhiệt độ và áp suất cao các khí H2S, N2,
O2, CO2, NO2, CO, Hydrocacbon v.v.

6


Tính chất vật lý của dầu mỏ
4. Độ nén của dầu mỏ.
Là khả năng thay đổi thể tích khi có sự tác động của áp suất nén bên ngoài
B=

1 ∆V
.
V ∆P

Trong đó:
c - hệ số nén của dầu, (1/Pa)
∆P - độ tăng áp suất, (Pa)
∆v - thay đổi thể tích, (m3)
V - thể tích ban đầu của dầu, (m3)
5. Hệ số thể tích B0 và Hệ số chuyển đổi E
Hệ số thể tích B0 của dầu mỏ là tỉ số giữa thể tích trong điều kiện vỉa và thể tích trong điều kiện tiêu chuẩn

của một khối lượng dầu nhất định.
Và
Vvia
1
V
β0 =
θ=
= tc
β0 Vvia
Vtc
Trong đó:
B0 - hệ số thể tích dầu
Vvỉa - thể tích dầu trong điều kiện vỉa
Vt.c - thể tích dầu trong điều kiện tiêu chuẩn sau khi đã tách
khí


Tính chất vật lý của dầu mỏ
6. Kích thước phân tử
7. Khối lượng phân tử
8. Độ dẫn điện của dầu mỏ
9. Nhiệt độ nóng chảy (nhiệt độ đông đặc) của dầu mỏ
10. Nhiệt độ sôi và nhiệt lượng bay hơi của dầu mỏ
11. Nhiệt dung riêng của dầu mỏ
12. Nhiệt lượng riêng của dầu mỏ
13. Độ giãn nở nhiệt của dầu mỏ
14. Nhiệt độ bốc cháy và nhiệt độ bắt lửa
15. Đặc tính phát quang của dầu mỏ
16. Tính hấp thụ ánh sáng của dầu mỏ
17. Hoạt tính quang học của dầu mỏ

18. Tính hoà tan ngược của dầu mỏ


Phân loại dầu mỏ
1. Theo tương quan các nhóm Hydrocacbon của G.Gofer và A.C Velicovsky
- Nhóm dầu Mêtan: Đó là dầu trong thành phần chứa hơn 66% Hydrocacbon nhóm Mêtan.
- Nhóm dầu Naften: Đó là dầu trong thành phần chứa hơn 66% Hydrocacbon nhóm Naften.
- Nhóm dầu Mêtan-Naften: Đó là dầu trong thành phần chứa hơn 66% Hydrocacbon nhóm Mêtan và Naften.
- Nhóm dầu không hỗn hợp: Đó là dầu trong thành phần không có một nhóm nào chiếm ưu thế, dầu nhóm
này ít khi gặp vì Hydrocacbon nhóm Aromatic rất hãn hữu vượt quá 15% trong thành phần dầu mỏ.
2. Phân loại dầu mỏ theo hàm lượng Parafin
- Dầu không có Parafin: hàm lượng Parafin trong dầu nhỏ hơn 1%
- Dầu chứa ít Parafin: hàm lượng Parafin trong dầu 1÷ 6%
- Dầu có nhiều Parafin: hàm lượng Parafin trong dầu nhiều hơn 6%


Phân loại dầu mỏ

3. Phân loại dầu mỏ theo hàm lượng Lưu huỳnh
Theo cách này dầu được chia thành ba nhóm
- Dầu có ít Lưu huỳnh: hàm lượng Lưu huỳnh trong dầu < 0,5%.
- Dầu chứa Lưu huỳnh: hàm lượng Lưu huỳnh trong dầu có 0,5÷2,0%.
- Dầu nhiều Lưu huỳnh: hàm lượng Lưu huỳnh trong dầu > 2%
4. Phân loại dầu mỏ theo hàm lượng Smol.
Theo cách này dầu được chia thành ba nhóm
- Dầu không có Smol: hàm lượng Smol trong dầu < 5% (8%)
- Dầu chứa ít Smol: hàm lượng Smol trong dầu 5-15% (8÷28%)
- Dầu có nhiềuSmol: hàm lượng Smol trong dầu >15% (>28%)