§ 3. Нефтяной газ и его свойства

Горючие газы нефтяных и газовых месторождений по химической природе сходны с нефтью. Они, так же как и нефть, являются смесью различных углеводородов: метана, этана, пропана, бутана, пентана. Самый легкий из всех углеводородов — метан; в газах, добываемых из нефтяных и газовых месторождений, его содержится от 40 до 95% и более (по отношению ко всему количеству газа).

Отдельные углеводороды, входящие в состав нефтяных газов, отличаются друг от друга физическими свойствами. Это, естественно, отражается и на физических свойствах нефтяного газа. Чем больше в нефтяном газе легких углеводородов (метана и этана), тем легче этот газ и меньше его теплота сгорания. В тяжелых нефтяных газах, наоборот, содержание метана и этана незначительно.

При атмосферных условиях (и при температуре 0°С) метан и этан всегда находятся в газообразном состоянии. Пропан и бутан также относятся к газам, но они очень легко переходят в жидкость даже при очень малых давлениях.

Вообще давление, потребное для перевода того или иного углеводорода из газообразного состояния в жидкое, т. е. упругость его паров, повышается с ростом температуры. При данной температуре оно тем больше, чем ниже плотность углеводорода.

Наибольшей упругостью паров обладает метан, который при нормальных условиях нельзя превратить в жидкость, так как его критическая температура равна — 82,1° С. Так же трудно переводится в жидкость этан.

В зависимости от преобладания в нефтяных газах легких или тяжелых (от пропана и выше) углеводородов газы разделяются на две группы — сухие и жирные.

Сухой газ — естественный газ, в котором не содержатся тяжелые углеводороды или содержание их незначительно.

Жирный газ — газ, в котором тяжелые углеводороды содержатся в таких количествах, когда можно получать сжиженные газы или газовые бензины.

На практике сухим считается такой газ, в 1 м³ которого содержится меньше 60 г газового бензина; и жирным, если в 1 м³ содержится 60—70 г газового бензина.

Более жирные газы сопутствуют обычно легким нефтям. С тяжелыми нефтями, наоборот, добывают по преимуществу сухой газ, состоящий главным образом из метана.

Нефтяные газы содержат кроме углеводородов в незначительных количествах углекислый газ, азот, сероводород, гелий и т. п.

Одним из основных физических параметров нефтяного газа является его плотность, которая колеблется от 0,72 у метана до 3,2 кг/м³ у пентана.

ГлаваIv поиски и разведка месторождений нефти и газа § 1. Этапы поисково-разведочных работ

Поисково-разведочные работы осуществляются в целях открытия нефтяного или газового месторождения, определения его запасов и составления проекта разработки.

Комплекс поисково-разведочных работ включает: полевые геологические, геофизические и геохимические работы с последующим бурением скважин, позволяющим проводить разведку месторождения.

Поисковые работы делятся на несколько последовательных этапов.

На первом этапе, называемом общей геологической съемкой, составляется геологическая карта местности. Горных выработок на этом этапе не делают, а проводят лишь работы по расчистке местности для обнажения коренных пород. Общая геологическая съемка позволяет получить некоторое представление о геологическом строении современных отложений на изучаемой площади. Характер залегания пород, покрытых современными отложениями, остается неизученным.

На втором этапе, называемом детальной структурно-геологической съемкой, бурят картировочные и структурные скважины для изучения геологического строения площади. Картировочные скважины бурят глубиной от 20 до 300 м для определения мощности наносов и современных отложений, а также для установления формы залегания слоев, сложенных коренными породами.

По результатам общей геологической съемки и картировочного бурения строят геологическую карту, на которой условными обозначениями изображается распространение пород различного возраста. Для более полного представления об изучаемой площади геологическая карта дополняется сводным стратиграфическим разрезом отложений и геологическими профилями.

Сводный стратиграфический разрез, вычерчиваемый в виде колонки пород, должен содержать подробную характеристику пород, слагающих изучаемый район.

Геологические профили строятся вкрест простирания пород для изображения геологического строения участка в вертикальных плоскостях.

Для детального выяснения характера залегания пластов или, как говорят, для изучения их структурной формы в дополнение к геологической карте строят структурную карту по данным специально пробуренных структурных скважин. Структурная карта отражает поверхность интересуемого нас пласта и дает представление о форме изгиба пласта при помощи горизонталей.

Строят структурную карту следующим образом (рис. 13). Исследуемую поверхность, отделявшую пласты А и В, мысленно рассекают горизонтальными плоскостями, расположенными, например, через 100 м друг от друга, начиная от уровня моря. Линии пересечения горизонтальных плоскостей с поверхностью пласта в определенном масштабе откладывают на плане. Перед цифрой, показывающей глубину нахождения секущей горизонтальной поверхности, ставят знак плюс, если сечение проводится выше уровня моря, и знак минус, когда оно расположено ниже уровня моря.

На втором этапе поисковых работ, кроме описанных геологических исследований, применяют геофизические и геохимические методы, позволяющие более детально изучить строение недр и более обоснованно выделить площади, перспективные для глубокого бурения с целью поисков залежей нефти и газа.

После осуществления комплекса геофизических и геохимических исследований приступают к третьему этапу поисковых работ — глубокому бурению поисковых скважин.

Успешность поисковых работ на третьем этапе в значительной степени зависит от качества работ, проведенных во втором этапе.

В случае получения из поисковой скважины нефти и газа заканчиваются поисковые работы и начинается детальная разведка открытого нефтяного или газового месторождения. На площади одновременно бурят так называемые оконтуривающие, оценочные и контрольно-исследовательские глубокие скважины для установления размера (или контура) залежи и контроля за ходом разведки месторождения.

После бурения необходимого числа глубоких скважин для разведки месторождения период поисково-разведочных работ заканчивается и начинается период бурения эксплуатационных скважин внутри контура нефтеносности (или газоносности), через которые будет осуществляться добыча нефти или газа из недр Земли.

Таким образом, успех поисково-разведочных работ в значительной степени зависит от геофизических и геохимических методов поисков нефти и газа. Эти методы достигли в настоящее время такого уровня развития, что в ряде случаев они позволяют полностью или частично отказаться от бурения структурных скважин.

Рис. 13. Структурная карта