Показатель содержания водородных ионов

Важной характеристикой химическиго состава пластовой и сточной вод является содержание в ней водородных ионов. Часть молекул воды находится в диссоциированном состоянии:

 

Н₂О=Н⁺+ОН^-

 

Состояние равновесия при данной температуре характеризуется константой:

 

К= (1.28)

Где С_Н+, С_ОН- - концентрация ионов водорода и гидроксида в воде соответственно, моль/л; С_Н2О – концентрация молекул воды, моль/л.

Концентрация воды постоянна и равна 55,56 моль/л. поэтому из (1.28) следует

 

Кв=55,56К= С_Н++ С_ОН-, где Кв – ионное произведение воды (табл. 2).

 

Таблица 2 Ионное произведение воды

t^оС	Кв 10^-14	t^оС	Кв 10^-14	t^оС	Кв 10^-14	t^оС	Кв 10^-14
0	0,112	25	1,01	60	9,61	150	234
5	0,186	30	1,47	70	21,0	165	315
10	0,293	35	2,09	80	35,0	200	485
15	0,452	40	2,92	90	53,0	250	550
18	0,570	45	4,02	100	59,0	306	304
20	0,680	50	5,47	122	120

 

При нейтральной реакции концентрации ионов водорода и гидроксида равны, следовательно С_Н++ С_ОН-=(С_Н+)². Так как при температуре 22оС Кв=10^-14, то С_Н+=10^-7моль/л. отрицательное значение логарифма концентрации водородных ионов обозначается рН.

 

рН=-lg С_Н+ (1.29)

 

Следовательно, реакции водных растворов при 22оС с помощью этого показателя будут характеризоваться следующим образом:

рН=7 – нейтральная; рН 7 – щелочная; рН 7 – кислая.

 

Физические свойства пластовых и сточных вод

Плотность воды пластовой (минерализованной) в зависимости от солесодержания может быть рассчитана по формуле:

 

где - плотность дистиллированной воды при 20^оС, кг/м³, S – концентрация соли в растворе, кг/м³.

В диапазоне температур 0-45^оС плотность водных растворов солей нефтяных месторождений изменяется мало, поэтому в первом приближении влияние температуры может быть учтено следующим образом:

 

 (1.30)

 

где  и  плотность минерализованной воды при температуре t и 20^оС соответственно, кг/м³.

 

Вязкость минерализованной воды может быть рассчитана следующим образом:

при  

 

 (1.31)

 (1.32)

 

где  -вязкость минерализованной воды при температуре t, мПа*с; - вязкость дистиллированной воды при температуре t;  - разность между плотностью минерализованной и дистиллированной вод при 20^оС, кг/м³ (); - параметр, определяемый по формуле:

 (1.33)

при

 (1.34)

 

где А() – функция, значение которой зависит от температуры и плотности:

при 0 t 20^оC

 

 (1.35)

 

при 20 t 30^оC

 

 (1.36)

 

при t 30^оC

 

 (1.37)

 

Корреляционные связи физико-химических свойств нефти

Влияние температуры на плотность сепарированной нефти

Плотность сепарированной нефти в зависимости от температуры можно рассчитать исходя из определения коэффициента термического расширения нефти

 

 (1.38)

 

где ,  плотность сепарированной нефти при 20оС и температуре t соответственно, кг/м³,  - коэффициент термического расширения нефти, зависимостью которого от температуры в диапазоне 10 – 120оС можно пренебречь и рассчитывать его по формулам:

 

 (1.39)