Головна

Нафта, природний горючий газ і води нафтових і газових родовищ

  1. I. Особливості експлуатації родовищ
  2. Аналіз процесу розробки родовищ.
  3. І родовищ апатитів
  4. І родовищ фосфоритів
  5. Класифікації мінеральних ресурсів і родовищ
  6. Класифікація запасів родовищ і прогнозних ресурсів твердих корисних копалин, нафти і газу, що діє в РФ
  7. Контроль процесу розробки родовищ.

Нафта і природний газ- Корисні копалини, що володіють найважливішим властивістю - здатністю горіти. Таким же властивістю володіє і ряд інших осадових горючих корисних копалин: торф, буре і кам'яне вугілля, горючі сланці. Всі разом горючі породи утворюють особливе сімейство, яке отримало назву каустобіоліти (Від грец. «Каустос» - горючий, «біос» - життя, «Літос» - камінь, тобто горючий органічний камінь). Термін каустобіоліти введений в науку в 1908 році німецьким палеоботаніком Генрі Потонье [40, 47]. (Берлін. 16.11.1857 - 28.11.1913). Серед них розрізняють каустобіоліти вугільного ряду і каустобіоліти нафтового ряду.

Якщо для вугілля доведено їх органічне рослинне походження, то питання про генезис нафти не знаходить однозначного вирішення і є предметом дискусій. Поряд з гіпотезою органічного походження, запропоновані гіпотези про її неорганічний походження.

нафта - Рідкий торф, перший представник ряду нафтідов, здатний до переміщень в надрах і в поверхневих умовах. генетично нафту - відокремилися в самостійні скупчення рухливі рідкі продукти перетворення розсіяного органічної речовини (РОР) в зоні катагенеза. В хімічному відношенні нафту - складна суміш УВ і гетероатомних (переважно сіро, кисень і азотовмісних) органічних сполук. В фізичному відношенні нафту - колоїдно-дисперсна сложноорганизованная система. Щільність нафти коливається в межах 0,73-1,04 (зазвичай 0,82-0,95) г / см3 [47].

Нафта добре розчинна в органічних розчинниках. У воді нафту практично нерозчинні, але може утворювати з водою стійкі емульсії. З нафтою генетично асоціюються всі природні УВ горючі гази і широка гама різних асфальтно-смолистих речовин гетерогенного складу як в рідких нафтах, так і окремо від неї у вигляді продуктів перетворення нафти в літосфері.

газ природний - Суміш речовин (розчин), газоподібна в нормальних (атмосферних) умовах і виділена зі складу більш складних природних систем будь-якого агрегатного стану. Все різноманіття природних газів визначається перш за все характером вихідних природних систем і умовами їх дегазації або сепарації (мимовільної - спонтанної або примусової). За характером вихідної природної системи розрізняють природні гази порід, газогідратів, нафт, природних вод і підземних газів [47].

газ вільний - Природний газ, який входить до складу пластового газу і зберігає свій газоподібний стан в нормальних умовах. Фактично це газ газових і газоконденсатних покладів, що має вуглеводневий склад [47].

Вільний газ древніх платформ містить найбільш високі концентрації азоту і гелію, молодих платформ - часто підвищені концентрації двоокису вуглецю. У крайових, передгірних, передових і міжгірських прогину з потужним мезо-кайнозойських опадонакопиченням вільний горючий газ характеризується переважанням УВ і майже повною відсутністю азоту і гелію.

газ нафтовий - Природний газ, сорбованих нафтою в пластових умовах і витягнутий з неї спонтанної або примусової дегазацією [47].

Елементарний склад нафт і горючих газів.Основним елементом, що входять до складу нафт і природних горючих газів вуглеводневого складу є вуглець (С). Його вміст коливається в нафтах від 79,5 до 87,5% і в більш широкому діапазоні: в газах - від 42 до 78%. Другий за значенням елемент - водень (Н) - міститься в кількості 11 - 14% в нафтах, в природних УВ-газах становить понад 14 - 24%.

Ці компоненти - С і Н - в нафтових і природних горючих газах пов'язані між собою в вуглеводневі сполуки, різні за хімічним складом і властивостями. У складі нафт нерідко велику роль грає кисень (вміст від 0 до 5%), азот (від 0 до 3%), сірка (до5%); відповідно нафти бувають окисленими, азотистими і сірчистими.

За елементарним складом нафта і УВ-гази схожі з іншими горючими корисними копалинами органічного походження.

Основні відмінності в їх елементарному складі обумовлені співвідношенням С і Н, а також ступенем окислення цих сполук.

Співвідношення С / Н в нафтах коливається від 6 до 8, а в газах - від 3 до 4,3.

У нафтах співвідношення С / Н близько до його значенням в сапропелях і горючих сланцях і занижено в порівнянні з його значенням для торфів і вугілля. Ставлення водню до кисню різко зростає в нафтах в порівнянні з іншими горючими корисними копалинами. Ці дані свідчать про те, що роль кисню в нафтах (і горючих УВ-газах) незначна, між тим як роль водню досить істотна [11].

Груповий склад нафт і нафтових газівв плані геохімічного вивчення нафти є більш важливим в порівнянні з елементарним складом нафт і природних горючих газів УВ-складу.

Нафта являє собою суміш речовин різних класів з незмінним переважанням УВ; при термічній разгонке нафт багато складні природні сполуки розкладаються, і в в нафти вони вже є вторинними продуктами.

У складі нафт вказуються такі класи сполук, включаючи вторинні:

1) вуглеводні (від СnН2n + 2 до СnН2n-20);

2) поліциклічні ароматичні вуглеводні (від СnН2n-22 до СnН2n-30);

3) сірчисті з'єднання;

4) карбонатні сполуки;

5) азотисті сполуки;

6) смолисті сполуки;

7) мінеральні речовини.

За фізичним станом розрізняють вуглеводні: від СН4 до С4Н10 - гази; С5Н12 - С16Н34 - рідини; С17Н36 - С35Н72 - тверді (парафіни).

В складі нафт присутні три основні групи УВ: парафінові, нафтенові і ароматичні. Зустрічаються також і деякі похідні цих УВ, а також сполуки, які мають поєднання різних типів УВ. Зазвичай переважають УВ парафинового (метанового) або нафтенового ряду. У менших кількостях зустрічаються УВ ароматичного ряду [47, 49].

алкани (Метанові, парафінові УВ) вуглеводні загальної формули СnН2n + 2. Вуглецевий скелет алканів є лінійні або розгалужені ланцюга вуглецевих атомів, з'єднаних простими зв'язками. Алкани, мають лінійну структуру, називаються нормальними (н-алканами), А алкани з розгалуженою вуглецевим ланцюгом - ізоалканамі. Температура кипіння і плавлення ізоалканов нижче, ніж н-алканів з тим же числом вуглецевих атомів. Алкани хімічно найбільш інертна група УВ, нездатна до реакцій приєднання. Основні реакції алканів - термічна деструкція, ізомеризація, дегидрирование, окислення. Найбільшим вмістом алканів (до 70%) характеризуються легкі нафти з мезозойських і палеозойських відкладень, що залягають на глибинах понад 2000 м.

циклани (Нафтенові УВ) характеризуються формулою СnН2n. Ці сполуки мають замкнуту УВ ланцюг і, як і парафінові УВ, є насиченими. За щільністю, температурі кипіння і показником заломлення циклани займають проміжне положення між алканами і аренами з тим же числом вуглецевих атомів в молекулі. Ці особливості УВ різних класів використовуються для визначення групового і структурно-групового складу фракцій нафти і масел битумоидов. За багатьма хімічними властивостями циклани подібні алканами. Зміст цикланів в нафтах і битумоидов ОВ коливається від 25 до 75%. Циклани пов'язані з басейнами молодої альпійської склачатості і залягають у відкладеннях палеогену неогенового віку (Сахалін, Аляска, Венесуела, Каліфорнія, Азербайджан та ін.).

арени (Ароматичні УВ) - клас вуглеводнів загальної формули Сn Н2n-p (Р = 6, 12, 14, 18, 20, 24, 28, 30, 36), містять хоча б одне бензольні кільце (так зване ароматичне ядро). Арени поряд з алканами і цикланів складають основну масу УВ викопного ОВ. Ці сполуки мають підвищену хімічну активність в порівнянні з метановими і нафтеновими УВ. Вони мають високу розчиняють здатність, значно краще розчинні у воді і органічних розчинниках, ніж метанові і нафтенові УВ, і необмежено розчиняються один в одному. У нафтах і битумоидов РОР порід моноциклічні арени представлені бензолом 6Н6) і його гомологами; бициклические арени - нафталіном 10Н8) і біфеніли 12Н10) і їх гомологами; три-, тетра- і інші поліциклічні арени - фенантренов (С14Н10 ), антраценом і іншими. За фізичними і хімічними властивостями арени суттєво відрізняються від алканів і цикланів.

Зважаючи на неможливість визначення всіх індивідуальних компонентів нафти широко застосовується так званий груповий склад, який показує вміст парафінових, нафтенових і ароматичних УВ. Залежно від групового складу виділяються метанові, метано-нафтенові, нафтенові, нафтенових-ароматичні та ароматичні нафти.

Нафти - парадоксальні освіти в складі земної кори: володіють щільністю меншою ніж у води, причому, з глибиною щільність нафти знижується. В середньому вона становить 0,80 - 0,87 г / см3, Варіюючи в цілому від 0,76 до 0,99 г / см3, В рідкісних випадках досягаючи 1,04 г / см3. В'язкість нафти становить від 1,41 до 600 м*па*з (величина зворотна плинності). Щільність і в'язкість нафти є функціями пластової температури і кількості розчинених у ній газів.

Спостерігається певний зв'язок між щільністю і кольором нафти: всі світлі нафти мають меншу питому вагу, ніж всі темні. Нафти жовтого кольору мають щільність 0,777- 0,798 г / см3, Бурштинового (більш жовтого) - 0,792-0,820, вишнево-червоного (Сураханский нафту) - 0,802 - 0,840, щільність коричневих нафт варіює в межах від 0,798 до 0,967 г / см3; щільність білої нафти - 0,763 г / см3. Темне забарвлення важких нафт обумовлена ??змістом великої кількості смолистих, вуглистих і асфальтообразних речовин. Нафти, в яких переважають УВ парафінового ряду, легше нафт з УВ нафтенового ряду, а ці останні - легше нафт ароматичних [49].

Важливим показником якості нафти є фракційний склад. При атмосферної перегонці отримують такі фракції: википають до 3500З - світлі дистиляти: початок кипіння (Н.К.) - 1400С - бензинова фракція; 140-1800С - Лігроїнова (Важка нафта); 140-2200С - гасова фракція; 180-3500С (220-3500С) - дизельна фракція (легкий газойль, соляровим дистилят). Останнім часом фракції, що википають до 2000З називають легкими, або бензиновими, від 200 до 3000З - середніми, або гасовими, вище 3000З - важкими, або олійними. Всі фракції, що википають до 3000С, називають світлими, залишок після відбору світлих дистилятів (вище 3500С) називають мазутом. Мазут розганяють під вакуумом; отримують фракції в залежності від переробки: для отримання палива (350-5000С) - вакуумний газойль (вакуумний дистилят), більше 5000С - вакуумний залишок (гудрон). Отримання масел: 300-4000З - легка фракція, 400-4500С - середня фракція, 450-4900З - важка фракція, більше 4900З - гудрон [11].

Легкі фракції нафти найбільш багаті парафінові УВ. У міру підвищення температури кипіння частка парафінових УВ зменшується, а частка ароматичних зростає. Важкий залишок, що містить смолисті речовини і УВ, становить до 15-35%.

Легкі фракції нафти найбільш багаті парафінові УВ. У міру підвищення температури кипіння частка парафінових УВ зменшується, а частка ароматичних зростає. Важкий залишок, що містить смолисті речовини і УВ, становить до 15-35%.

Крім УВ і їх сірчистих, кисневих і азотистих похідних в нафтах міститься також домішка речовин, в структуру яких входить ряд інших елементів, встановлених в золі важкого залишку. Маючи в своєму розпорядженні ці елементи в порядку народження в відбувають кількостях, отримуємо наступний ряд: сірка, азот, ванадій, фосфор, калій, нікель, йод, кремній, кальцій, залізо, магній, натрій, алюміній, марганець, свинець, срібло, мідь, титан, олово, миш'як. Загальний вміст утворюється золи по відношенню до вихідної нафти становить зазвичай тисячні і іноді соті частки відсотка.

сирою нафтою називають рідку природну викопну природну суміш вуглеводнів (УВ) широкого фізико-хімічного складу, яка містить розчинений газ, воду, мінеральні солі, механічні домішки і служить основною сировиною для виробництва рідких енергоносіїв (бензину, гасу, дизельного палива, мазуту), мастил, бітумів і коксу. Нафта, що видобувається із земних надр, відділяється на промислах від розчиненого газу, води і солей.

Нафта, підготовлена ??до постачання споживачу відповідно до вимог діючих нормативних документів, називається товарної нафтою. Товарну нафту поділяють на класи, типи, групи, види за фізико-хімічними властивостями, ступеня підготовки, вмісту сірководню і легких меркаптанів [28].

Товарні якості нафтивизначаються змістом легких і важких УВ, складом рідких і твердих УВ, змістом парафіну, сірки смолистих речовин, наявністю домішок. За змістом парафіну розрізняють нафти: беспарафіністие - менше 1%, слабопарафіністие - 1-2% і парафінисті - більше 2%. За змістом сірки нафти поділяються на малосірчисті - з вмістом сірки менше 0,5% і сірчисті - з вмістом сірки більше 0,5%. За змістом смол нафти діляться на малосмолисті - до 5%, смолисті - 5-15% і високосмолістие - понад 15% смол [28].

Основні фізичні властивості нафти:колір, щільність, щільність, питома вага, об'ємний коефіцієнт, перерахункових коефіцієнт, коефіцієнт усадки, стисливість, в'язкість, поверхневий натяг, тиск насичення. розчинність, температура кипіння і застигання, оптичні та електричні властивості, люмінесценція - змінюються в залежності від складу і структури входять до неї індивідуальних компонентів. Одним з найважливіших показників нафти є її щільність (?), величина якої змінюється в межах - ? = 0.730-1.040 г / см3 (Табл. 1) [14, 47].

Таблиця 1. Типи нафт по щільності, виходу фракцій і масовій частці парафіну [14]

 Дуже (особливо) легкіедо 0.80 г / см3  Легкіе0.80-0.84 г / см3  Средніе0.84-0.88 г / см3  Тяжелие0.88-0.92 г / см3  Дуже важкі (бітумінозні) більш 0.92 г / см3

У США щільність нафти вимірюється в одиницях API (American Petroleum Institute - градус): високі значення API відповідають низьким значенням щільності. Наприклад: 85 оAPI = ? 0.654 г / см3, 50 оAPI = ? 0.780 г / см3, 35 оAPI = ? 0.850 г / см3, 25 оAPI = ? 0.904 г / см3 і, нарешті, 10 0API = ? 1.000 г / см3 [14].

важкі нафти (0,88 - 0,92 г / см3) І дуже важкі нафти (більше 0,92 г / см3) Своїм високою питомою вагою зобов'язані підвищеної концентрації смолисто-асфальтенових компонентів, переважанню в структурі УВ циклічних структур і низькому вмісту легко киплячих фракцій.

терміном «Природні» бітуми - підкреслюється природне походження бітумів і протиставляється всім речовинам, одержуваних при переробці нафти, вугілля, горючих сланців: асфальтах, мазуту, смол, дьогтю, печу, гудрону і їм подібним, тобто так званим «Технобітумам»[55].

Бітум (и) -природні міграційні освіти, що охоплюють власне нафти і їх природні похідні аж до газів і газоконденсату, а також їх піро-і тектогенетіческіе аналоги [46].

нафтідов -бітуми нафтового ряду (нафти і їх естественниепроізводние) (В.Н.Муратов, 1954).

нафтоидов -нефтеподобние[40].

Головне - міграційна, вторинна сутність бітумів! Бітуми - вторинні!

(Табл. 2)

Таблиця 2. Класифікація нафтідов [47]

Нафтідов-нафтоидов  нафтідов нафтоидов
 Продукти піро-лізу деяких нафтідов (нафт, мальт, асфальтів, асфальтітамі) в умовах контак-тового метамор-Фізмен і воздей-наслідком гидротерм. До них відносяться Керита, антракс-літи, нафтового коксу і гатчетіти.  Термін, об'єд-няющій углево-огрядні гази, конденсати, неф-ти і їх естест-ються вироб-водні (Мальти, асфальти, ас-фальтіти, Озокі-рити і ін.).  Особлива генетична гілка природних бітумів (від мальт до вищих антраксолітов), що не свя-чених за походженням з нафтою і пред-складових собою продукти місцевого воздей-наслідком на концентроване ОВ високих тим-ператур або тектонічних напружень в усло-віях контактового метаморфізму і динамо метаморфізму. Поділяються на:
 піронафтоіди - про-дукти локальних висо-котемпературних віз-дій интрузий і гидротерм на обога-щенние ОВ породи.  тектонафтоіди - про-дукти, утворивши шиеся в результаті вичавлювання бітум-нозной речовин з порід при інтенсив-ном тиску.

Бітумоїди - (бітумоподібні) -речовини, які добуваються органічними розчинниками з порід і горючих корисних копалин типу вугілля і горючих сланців (Н.Б.Вассоевіч, 1958).

бітум - Термін застосовується в трьох принципово різні поняття [47].

1. Поняття генетичне (бітум), Що включає каустобіоліти нафтового і нафтоідного рядів. Обов'язковою рисою бітумів є епігенетічность по відношенню до вміщає породі (тобто міграційна природа скупчення); розчинність не належить до обов'язкових ознак.

2. Поняття аналітичне (битумоидов), Що охоплює суму природних органічних речовин, що витягають із породи або сучасних опадів прийнятими в битуминологической практиці розчинниками (хлороформом, бензолом та ін.). Обов'язковою ознакою є розчинність; генетичне відношення до породи може бути різним.

3. Поняття технічне (технобітум), У тому числі природні асфальти, продукти переробки нафти, дьогті, пеки та інші, які використовуються в якості технічної сировини. Визначальною ознакою є тільки технічні властивості незалежно від походження бітуму.

під терміном «Бітум» слід розуміти нафту і всю сукупність споріднених їй речовин, від газоподібних (нафтові гази) до твердих (аж до вищих антраксолітов); іншими словами, все нафтідов, нафтоидов-нафтідов і власне нафтоидов(Табл. 2).

Нафтобітуми - Природні бітуми, без остачі розчинні в органічних розчинниках типу хлороформу. За класифікацією, прийнятою в СРСР, охоплюють нафти, Мальти, асфальти, асфальти і озокериту[47].

Природні горючі (вуглеводневі) гази являють собою, як правило, суміш різних газів. До найбільш поширених в природі газів відносяться метан, азот і вуглекислий газ. Ці гази, що утворюються при різнорідних біохімічних і хімічних процесах, зустрічаються в тій або іншій кількості в складі всіх природних газів і нерідко у вигляді значних скупчень. Інші гази грають підпорядковану роль, займають лише невеликий обсяг і рідко утворюють скупчення. До числа останніх відносяться водень і сірководень, а також вуглеводневі гази - етан (С2Н6), пропан (С3Н8), бутан (С4Н10), відзначаються сліди С5 - С8, а також інші гази, супутні метану (СН4).

Таблиця 3. Типи природних газів земної кори [47]

 природна система  Дегазація або сепарація
 мимовільна (спонтанна)  примусова
 Підземний газ (пластовий)  вільний газ  Газ дегазації і дебутаніза-ції сирого конденсату
 Пластова нафту  нафтовий газ  Газ глибокої стабілізації нафти
 природна вода  водорозчинений газ  водорозчинений газ
 природні газогідрати  газогідратних газ  Водорозчинений газ газогідратного води
 Гірська порода  Природні гази відкритого тре-щінно-порового простору  Гази закритих пір, окклюді-рова, сорбованих, ін.

Природні гази знаходяться на Землі в різному стані: вільні в атмосфері і газових покладах, розчинені у водах, сорбованих, оклюдованого, у вигляді твердих розчинів - газогідратів. Гази, розчинені в нафті і виділяються при розробці та самоізліяніі, називаються попутними. Висока енергосодержаніе, здатність до хімічних перетворень, низьке забруднення біосфери обумовлюють використання вуглеводневих газів в якості найбільш зручного палива і цінного хімічної сировини. Головним компонентом природних горючих газів є метан.

Природний газ вважається сухим, Якщо він складається головним чином з метану (85 - 95%), з низькими вмістом етану (10 - 5% і менше), практичною відсутністю пропану і бутану, з вмістом менше 10 см3/ м3 здатних конденсуватися рідин. газ худий - Пластовий газ метанового складу з низьким вмістом етану, пропану і бутану; кількість конденсату - 10-30см3/ м3. газ жирний - Пластовий газ з вмістом конденсату від 30 до 90 см3/ м3 [47].

Природні гази безбарвні, легко змішуються з повітрям, розчинність їх у воді і нафти різна. Властивості газів на поверхні і в пластових умовах відрізняються, вони багато в чому визначаються термобарическими умовами та фізико-хімічними параметрами середовища. На розчинність природного газу впливають температура, тиск, склад газу і нафти. Розчинність газу в нафті підвищується зі зростанням тиску і зменшується з ростом температури; вона зростає в ряду С1 - С4. Розчинність газу зменшується зі збільшенням щільності нафти. Тиск, при якому дана нафту повністю насичена газом, називається тиском насичення; якщо тиск в поклади падає, то газ виділяється в вільну фазу [47]. Хімічний склад природних газів неоднорідний і залежить від умов їх утворення та знаходження в осадової товщі. Відповідно до класифікації В.А.Соколова (1956-1967 р.р.), природні гази можуть бути поділені на гази: атмосфери, земної поверхні, осадової товщі і вивержених порід. Кожен з цих типів газів має свої специфічні особливості і може перебувати у вільному, сорбованих і розчиненому стані.

вільні гази містяться в порах гірських порід і зустрічаються як в розсіяному вигляді, так і у вигляді скупчень. Розсіяні гази повсюдно пронизують гірські породи і містяться в замкнутих і сполучених порах. Менші чи більші концентрації газів можливі лише в сполучених порах, в зонах підвищеної кавернозному і тріщинуватості і при певних умовах призводять до формування скупчень газів, що мають промислове значення.

сорбованих газ утримується на поверхні частинок породи (адсорбція) або пронизує всю масу щільних ділянок кожної частки і мінералу (абсорбція), нерідко вступаючи при цьому в хімічну взаємодію з останнім (хемосорбция).

розчинені гази - гази рідких розчинів; включають гази, повсюдно поширені в водних розчинах та нафтах, що просочують гірські породи і виділяються з надр земної кори у вигляді мінеральних і термальних джерел [47].

Відмінною особливістю атмосферних газів є наявність вільного кисню. Головними компонентами атмосферного газу є азот, на частку якого припадає 78.09%, кисень, що становить 20,95%, аргон - 0.93% і двоокис вуглецю - 0,03%, а також присутні неон (0,0018%), гелій (0, 00052%), криптон (0,0001%), водень (0,00005%).

На земній поверхні процеси газоутворення інтенсивно протікають в умовах заболочених площ і в мулистих відкладеннях на дні різних водойм в результаті анаеробного микробиального розкладання органічних залишків. Характерними компонентами цих газів є метан, вуглекислий газ, сірководень. Нерідко в них міститься і значна кількість азоту, на частку якого припадає до 90% всіх газів. У складі газів, що утворюються в грунтових шарах, в результаті процесів розкладання органічних залишків при вільному доступі кисню виявлені вуглекислий газ, метан, закис азоту, окис вуглецю, водень, аміак.

Серед природних газів осадової товщі, що утворюють промислові скупчення, слід виділяти: сухі гази, попутні нафтові гази, гази конденсатних родовищ, гази кам'яновугільних родовищ [11, 14, 47, 49].

Попутні нафтові гази - Суміш граничних УВ складу Зn Н2n+2, В якій крім метану містяться значні кількості ТУВ: етан, пропан, з-бутан, н-бутан. Поряд з цими УВ в них містяться пари більш ТУВ: н-пентану, з-пентану, н-гексан, з-гексану і інші. Сумарний вміст ТУВ в попутному газі досягає більш 10 - 50%. У різних кількостях в ньому присутні вуглекислий газ, азот, сірководень, водень, гелій аргон і інші.

Гази газоконденсатних родовищ містять ТУВ (понад 10%); наявність важких газоподібних УВ є відмінною рисою газів нафтових і газоконденсатних родовищ.

Гази кам'яновугільних родовищ зазвичай містять багато метану і в різному ступені збагачені вуглекислим газом і азотом. Зміст двох останніх компонентів в суміші газів обумовлено газообменом з атмосферою і збільшується в міру наближення до поверхні землі. ТУВ, як правило, відсутні в газах вугільних родовищ.

Природні горючі гази або перебувають у вигляді самостійних покладів в вугільних, чисто газових і нафтових родовищах, або утворюють так звану газову шапку над нафтовою залежью, або містяться в розчиненому стані в нафті (попутні гази).

Основною характеристикою УВ - складу газів є кількісне співвідношення метану і ТУВ - показник «сухості» газу зворотна величина, що характеризує жирність газу (Черепеннікова, 1955).

В даний час встановлено, що гелій, що міститься в природних горючих газах, утворюється за рахунок радіоактивного розпаду урану і торію в породах різного складу. Беручи, що аргон переважно космічного походження, по співвідношенню гелію і аргону встановлюється відносний вік газу (Савченко, 1935).

Повітряний азот і азот, що утворюється в процесі біохімічного перетворення ОВ, складають азот природних газів. З огляду на сталість аргонно-азотного співвідношення в повітряному газі, по співвідношенню аргону і азоту в складі суміші природних газів до їх відношенню до повітрі встановлюється частка биогенного азоту в природному газі (Савченко, 1935).

Основні фізичні властивості газів: розчинність (Коефіцієнт розчинності УВ-газів в нафтах коливається від 0,25 до 2). Кількість газу, розчиненого в 1 т пластової нафти, називається розчинністю газу в нафті або газосодержания, А кількість видобутого газу, що припадає на 1 т видобутої нафти, називається газовим фактором. Сорбція, фільтрація, в'язкість, дифузія і інші[54, 55].

Вирішальну роль у всіх процесах відіграють температура і тиск, що визначають склад і стан газової суміші на поверхні і на різних глибинах в надрах земної кори. Збільшення температури і тиску може привести до повного розчинення газів в нафти (і водах), тобто до утворення однофазної рідкої системи (з розчиненим газом). Одночасно збільшення температури і тиску сприяє розчиненню рідкої фази в газі, і при достатній кількості газів в умовах критичних температур і тисків можливий перехід суміші рідких і газоподібних УВ в однофазне газовий стан - газоконденсатне. Відповідно, в процесі міграції в міру зниження тиску і температури, відбувається диференціація складу нафт і газів.

конденсат- Рідкий продукт сепарації підземних газів. Конденсат пластових газів представлений в основному рідкими в нормальних умовах УВ. У високотемпературних газових струменях зон активного вулканізму в складі конденсату переважає вода. У промисловій практиці мають справу з конденсатом УВ складу. У нього зазвичай входять переважно пентан і ТУВ алканових, цікланового і аренового складу. Щільність конденсату, як правило, не перевищує 0.785 г / см3, Хоча відомі різниці з щільністю до 0.820 г / см3. Кінець кипіння від 200 до 350 0С. Розрізняють конденсат сирої (отриманий при сепарації) і стабільний (отриманий шляхом глибокої дегазації сирого конденсату) Сирий конденсат містить багато газових компонентів, особливо бутану. Стабільний конденсат практично містить пентан і важчі УВ. Кількість конденсату в пластових газах виражається або відношенням його обсягу до обсягу сепарованого газу (див3/ м3), Або величиною газового фактора. Кількість конденсату, віднесене до 1 м3 сепарованого (вільного) газу, досягає 700 см3 [47].

Води нафтових і газових родовищмістять розчинені солі, іони, колоїди і гази. Під хімічним складом вод розуміють склад розчинених у них речовин. Основні іони в природних водах - Cl-, SO24, НCO-3, СО-3 , Na+, Са2+, Мg2+, До+, інші ставляться до числа микрокомпонентов, найбільш важливі з яких J-, Br-, H2+4.Сумарний вміст в воді розчинених іонів солей і колоїдів називають загальною мінералізацією води. Вода мінералізована - вода містить більше 1 г / кг розчинених солей (прісна - 1 г / кг). Води мінералізовані підрозділяються на солонуваті (1 - 10 г / кг), солоні (10 - 35 г / кг) і розсоли (> 35 г / кг). Для більшості нафтових і газових родовищ характерні води солоні і розсоли [47]. Найважливіші гази, розчинені у водах, - N, СО2 і СН4.

розрізняють іонну и еквівалентну форми для вираження змісту окремих іонів у воді. Перша виражається в грамах на літр води. Так як іони реагують між собою не в рівних кількостях маси, а в співвідношеннях, які залежать від еквівалентних мас, застосовується еквівалентна форма. Зміст іона в еквівалентній формі виражається символом цього іона з додаванням індексів (rNa+, rCl-). Для порівняння аналізів вод різної мінералізації міліграм-еквіваленти перераховуються в відсотки.

Для систематизації різноманітних за хімічним складом вод застосовуються різні класифікації, серед яких в нафтовій практиці найбільш застосовна класифікація В.А. Суліна. Типи вод цієї класифікації використовуються як пошуковий ознака (табл.4).

Таблиця 4. Класифікація вод по В.А. Сулину [47].

 Типи води по В.А.Суліну  Значення класифікаційних коефіцієнтів
 Na / CI  (Na-CI) / SO4  (CI-Na) / Mg
 Сульфатно-натрієвий  > 1  > 1  <0
 Гідрокарбонатно-натрієва  > 1  <1  <0
 Хлоридно-кальцієвий  <1  <0  <1
 Хлоридно-магнієвий  <1  <0  > 1

При незначному відхиленні від граничних значень води відносять перехідним типам. Якщо води позбавлені натрію і хлору, їх відносять до невизначеного типу. Крім типів вод виділяють групи і підгрупи. Група води визначається по переважному аніони, а підгрупа - по переважному катиону [47, 53].

Фізичні властивості підземних вод: щільність (зависитот мінералізації: чим вище мінералізація води, тим більше її щільність), питомий об'єм ( це, обсяг, який займає 1 кг води. У стандартних умовах питома обсяг немінералізованние води дорівнює 0, 9972 дм3. З ростом тиску обсяг води зменшується, а при підвищенні температури збільшується), Об'ємний коефіцієнт (залежить від тиску і температури,ступенем мінералізації води кількості розчиненого в ній газу),коефіцієнт стисливості (коливається від 0,004 до 0,005%),в'язкість (в пластових умовах змінюється від 0,03 до 0,18 Па*с. З підвищенням температури вона зменшується. Зміни тиску і мінералізації майже не впливають на в'язкість) та інші.

При розробці нафтових родовищ необхідно знати величину відносини в'язкості нафти до в'язкості води. Чим менше це відношення, тим легше здійснюється витіснення нафти водою і досягається більший відсоток видобування нафти.

Поверхневий натяг пластової мінералізованої води на кордоні з повітрям одно 0,07 - 0,08 Н / м. Величина поверхневого натягу впливає на вимивають здатності води: при меншому поверхневому натягу вода повніше витісняє нафту з пласта.

Промислова класифікація підземних вод.У промисловій практиці пластової водою прийнято називати тільки ту воду, яка залягає в одному і тому ж пласті з нафтою або газом. Води, що належать водоносних пластів, що не містить нафту, або іншим нафтогазоносних пластів, називають чужими або сторонніми, По відношенню до даного нафтовому або газовому пласту.

пов'язана вода міститься в нафтовій або газовій частині всякого пласта. Вона є водою нерухомою. рухома вода - Це вода в кутах пір, вода капілярно-утримана і крапельна (табл. 5). Законтурному (крайова) вода підпирає пластові нафтову або газову поклади. подошвенная вода підпирає масивні нафтову або газову поклади. Вона може бути і в пластових покладах при заповненні нафтового пласта не на всю потужність. конденсаційна вода утворюється за рахунок конденсації водяної пари. Верхня вода залягає в пластах, розташованих вище продуктивного пласта. Нижня вода залягає в пластах, розташованих нижче продуктивного пласта. тектонічна вода проникає в нафтовій пласт по тектонічних тріщинах. технологічна вода закачується в пласт при штучному заводнении, згідно з технологічним процесом розробки покладів. Технічна вода - Фільтрат промивальної рідини, що проникла в пласт в процесі розкриття його видобувними або розвідувальними свердловинами. Поява в пласті технічної води дуже небажано, так як в результаті цього значно знижується продуктивних свердловин, особливо газових.

Таблиця 5. Промислова класифікація підземних вод [47]



Попередня   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   Наступна

В.Б.Арчегов | анотація | Позначення і скорочення, прийняті в нафтогазовій літературі | Вступ | Народилася органічна гіпотеза. | Склад і будова нефтегазовмещающіх товщ - колектори і покришки - нафтогазоносні комплекси | Колектор, 2-покришка, 3 флюїди (вода-нафта-газ), 4 пастка. | Розміри покладів і їх форми визначаються масштабами і морфологією пасток. | Додаток 3 до Наказу МПР Росії від 7 лютого 2001 р. №126 «Тимчасова класифікація запасів родовищ, перспективних і прогнозних ресурсів нафти і горючих газів [10]. | Клас I. антиклінальні |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати