vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

В пластовых условиях все нефти содержат растворённый газ. Чем выше давление в пласте, тем больше растворённого газа содержится в нефти. Давление, при котором весь имеющийся в залежи газ растворён в нефти, называется пластовым давлением насыщения. Давление насыщения нефти газом в пластовых условиях определяется составом нефти, газа и температурой в пласте.

2.1.1 Состав природных газов

Природные газы, добываемые из газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений, состоят из углеводородов (СН4-С4Н10, и выше), а также неуглеводородных компонентов (H2S, N2, CO, CO2, Ar, H2, He и

др.).

Составы сухого газа, жидких газов и газового бензина

гомологического ряда метана с общей формулой СnH2n+2, а также неуглеводородных компонентов: азота (N2), углекислого газа (СО2), сероводорода (H2S), меркаптанов (RSH), редкоземельных (инертных)

газов (гелия, аргона, криптона, ксенона), ртути. Число углеродных атомов в молекуле углеводородов п может достигать 18 и более.

Метан (СН4), этан (С2Н6) и этилен (С2Н4) при обычных условиях давления (P = 0,1 МПа) и температуры (T=288—303 К) являются газами.

Пропан (С3Н8), пропилен (С3Н6), изобутан (i-C4Hio), нормальный бутан (n = C4H10), бутилены (С4Н8) при атмосферных условиях находятся в

парообразном (газообразном) состоянии, при повышенных давлениях — в жидком состоянии. Они входят в состав жидких углеводородных газов.

Углеводороды, начиная с изопентана (i-C5Hi2) и более тяжелые (17>n>5), при атмосферных условиях находятся в жидком состоянии. Они

входят в состав бензиновой фракции.

Углеводороды, в молекулу которых входит 18 атомов углерода (от C18H38) и более расположенных в одну цепочку, при атмосферных

условиях находятся в твердом состоянии.

В таблице 2.1 приведены составы сухого газа, жидких газов и

газового бензина.

Природные газы подразделяются на три следующие группы:

58

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

–газы, добываемые из чисто газовых месторождений и представляющие собой сухой газ, свободный от тяжелых углеводородов.

–газы, добываемые вместе с нефтью. Это физические смеси сухого газа, пропан-бутановой фракции (жидкого газа) и газового бензина.

–газы, добываемые из газоконденсатных месторождений,— смесь сухого газа и жидкого углеводородного конденсата. Углеводородный конденсат состоит из большого числа тяжелых углеводородов, из которых можно выделить бензиновые, лигроиновые, керосиновые, а иногда и более тяжелые масляные фракции.

Качественный состав газов нефтяного происхождения всегда одинаков, что нельзя сказать о газах вулканических извержений.

При нормальных и стандартных условиях в газообразном состоянии

существуют только углеводороды С1–С4. Углеводороды С5 и выше при

нормальных условиях находятся в жидком состоянии. При высоких давлениях жидкие углеводороды растворяются в газовой фазе (газовые растворы, газоконденсаты). Поэтому при высоких давлениях плотность газа может приближаться к плотности легких углеводородных жидкостей.

Газы, добываемые из чисто газовых месторождений, содержат более 95 % метана (табл. 2.1) и представляют собой группу сухих газов.

Таблица 2.1 – Химический состав газа газовых месторождений, об. %

Содержание метана в газах газоконденсатных месторождений колеблется от 75–95 % (табл. 2.2).

Таблица 2.2 – Химический состав газа газоконденсатных месторождений, об. %

59

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Газы, добываемые вместе с нефтью (попутный газ) представляют собой смесь метана, этана, пропан-бутановой фракции (сжиженного газа) и

газового бензина. Содержание метана изменяется от 35–85 %. Содержание тяжёлых углеводородов (С2 и выше) в попутном газе варьируется в

диапазоне 20–40 %, реже доходит до 60 % (табл. 2.3).

Таблица 2.3 - Химический состав попутного газа нефтяных

месторождений, об. %

Как правило, тяжёлым нефтям свойственны сухие попутные газы с преобладанием метана в их составе. Коэффициент сухости (kсух)

пропорционален содержанию метана:

Под тяжелыми УВ понимается суммарное содержание углеводородов от этана (С2Н6) и выше.

Например, содержание метана в составе попутного газа Русского месторождения Западной Сибири (плотность нефти более 0,92 кг/м3)

аналогично содержанию метана в составе газа Уренгойского месторождения, около 98,8 объёмных %.

Лёгким нефтям свойственны жирные попутные газы. Коэффициент жирности (kжирн) пропорционален содержанию тяжелых углеводородов:

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Попутный газ газоконденсатных систем и легких нефтей достаточно жирный.

2.1.2 Способы выражения состава

Нефтяной газ представлен в виде смеси углеводородов, поэтому для оценки его физико-химических свойств необходимо знать способы

выражения состава смеси.

Массовая (весовая) доля (gi) – величина, нормированная на 1 (в долях) или на 100 % и характеризует, отношение массы i-го компонента (mi), содержащегося в системе к общей массе системы:

i 1

Молярная (мольная) доля (Ni) – величина, нормированная на 1 или на 100 % , характеризует отношение числа молей i-го компонента (ni) к

общему числу молей компонентов в системе:

i 1

где mi – масса i-го компонента;

Мi – молекулярный вес i-го компонента.

Из соотношений 2.4–2.5 легко найти выражения для пересчетов массового и мольного составов:

Объёмная доля – величина, нормированная на 1 или на 100 % и характеризует долю (Vi), которую занимает компонент в объёме системы.

С учетом выражений 2.4–2.6 можно выразить взаимосвязь объёмной доли с массовыми и мольными долями: