Сжимаемость пластовой воды определяется коэффициентом сжимаемости
Коэффициент сжимаемости воды изменяется в пластовых условиях в пределах от 3,7 10-10 до 5,010-10 м2/Н, а при наличии растворенного газа увеличивается и может быть приблизительно рассчитано как
где S - количество газа, растворенного в воде, м3/м3.
Объемный коэффициент пластовой воды характеризует отношение удельного объема воды в пластовых условиях к удельному объему ее в стандартных условиях
Увеличение пластового давления способствует уменьшению объемного коэффициента, а рост температуры сопровождается его повышением. Поэтому объемный коэффициент воды изменяется в сравнительно узком диапазоне (0,99-1,06).
Вязкость воды в пластовых условиях зависит в основном от температуры и концентрации растворенных солей. Влияние давления на вязкость воды несущественно. Наиболее вязки хлоркальциевые воды. Так как газы растворяются в воде в небольшом количестве, вязкость ее при насыщении газом незначительно уменьшается.
Растворимость газов в пластовой воде
Содержание растворенного газа в воде можно выразить в виде мольных долей
или же в виде объема газового компонента, растворенного в единице массы, или объема воды
; ,
где и - соответственно число молей i-го компонента в водном растворе и число молей воды;
- объемы газового компонента, приведенного к нормальным условиям (0 оС и 760 мм. рт. ст.)
- масса воды (г), в которой растворен компонент.
Величины и связаны соотношением
,
где 22416 - объем моля идеального газа при нормальных условиях
18,016 - молекулярная масса воды.
Для выражения растворимости газа в воде используется константа равновесия
,
где и - мольные доли компонента в газовой и жидкой фазах.
Константы равновесия компонентов природного газа не зависят от состава и являются функцией только температуры и давления.
Растворимость углеводородных газов в воде по сравнению с их растворимостью в органических жидкостях весьма мала. С увеличением температуры растворимость газов вначале уменьшается, а затем возрастает. Причем, температура минимальной растворимости различных газов возрастает с увеличением размера молекул газа и уменьшается с ростом давления.
Влияние содержащихся в пластовой воде солей на растворимость природного газа учитывается уравнением Сеченова
или
где - коэффициент Сеченова, характеризующий влияние данной соли на растворимость i-го газового компонента;
- концентрация растворенной соли в г-экв/л;
- мольная доля газовой компоненты в воде, содержащей растворенные соли.
Согласно уравнению Сеченова
Здесь - константа равновесия в минерализованной воде.
Считается, что величина давления незначительно влияет на коэффициент Сеченова и поэтому для расчетов можно использовать его величину, определенную для стандартных условий. Степень минерализации начинает заметно влиять на коэффициент Сеченова при концентрации солей, превышающей 0,5 моль/л.