Физика нефтяного пласта

Реальные и идеальные газы; законы их поведения; коэффициент сверхсжимаемости.

Идеальным называется газ, собственный объем молекул которого пренебрежимо мал по сравнению с объемом, занимаемым газом и между молекулами которого отсутствует взаимодействие. Коэффициент сверхсжимаемости идеального газа равен 1. Состояние идеальных газов описывается уравнением Менделеева-Клапейрона:
PV=RT,
Где P – давление в Па; V – объем газа в м³;  - количество газа в кмоль; R – универсальная газовая постоянная (R = 8,31434*10³ Дж/кмоль.К).
Уравнение Менделеева-Клапейрона для реальных газов справедливо лишь при низких давлениях. Поэтому для описания состояния реальных газов – уравнение Ван-Дер-Ваальса и др.
Уравнение Ван-Дер-Ваальса:
(P+a/V₂)(V-b)=RT,
где b – собственный объем молекул газа; a – сила притяжения молекул.
Сложность использования уравнения при практических расчетах заключается в том, что чаще встречаются смеси газов, для которых уравнение Ван-Дер-Ваальса применимо с трудом.
При повышенных давлениях для реальных газов характерно межмолекулярное взаимодействие, молекулы газов начинают притягиваться друг к другу, за счет физического взаимодействия.
Для учёта этого взаимодействия уравнение на протяжении многих лет модифицировалось (голландским физиком Ван–дер–Ваальсом и др.). Однако на практике используется уравнение Менделеева–Клапейрона для реальных газов, содержащее коэффициент сверхсжимаемости z, предложенный Д. Брауном и Д. Катцом и учитывающий отклонения поведения реального газа от идеального состояния:

где Q – количество вещества, моль;
z – коэффициент сверхсжимаемости газа.
Физический смысл коэффициента сверхсжимаемости заключается в расширении граничных условий уравнения Менделеева–Клапейрона для высоких давлений.
Коэффициент z зависит от давления и температуры (приведенных, критических давлений и температур), природы газа:
z = f (Тприв, Рприв),
где Тприв – приведенная температура;
Рприв – приведенное давление.
Приведёнными параметрами индивидуальных компонентов называются безразмерные величины, показывающие, во сколько раз действительные параметры состояния газа (температура, давление, объём, плотность и др.) больше или меньше критических.
А для смесей газов они характеризуются отношением действующих параметров (температура, давление и др.) к среднекритическим параметрам смеси:

Критическая температура – температура, при которой жидкий углеводород переходит в газообразное состояние

Критическое давление – давление, при котором газообразный углеводород переходит в жидкое состояние..

14.