Попутный и природный нефтяные газы

Газы нефтяные попутные – это природные газы, сопровождающие нефть и

выделяющиеся при ее добыче. Характерной особенностью состава газов

нефтяных попутных является наличие в них, кроме метана, также этана,

пропана, бутанов и паров более тяжелых углеводородов. Во многих газах

нефтяных попутных присутствуют сероводород и негорючие компоненты:

азот, углекислый газ, а также редкие газы – He, Ar. Последние

содержатся в количествах, редко представляющих прмышленный интерес.

Нефть и газ скапливаются в таких участках земной коры (“ловушках”),

где физические и геологические условия благоприятствуют длительному

сохранению. В нефтяной залежи газ, сопровождающий нефть, может

находиться в растворенном виде (тяжелые углеводороды) или

располагаться над нефтью, образуя газовую “шапку”. Состав свободных

газов, находящихся непосредственно над нефтью или мигрировавших в выше

расположенные коллекторы, может сильно отличаться от состава газов,

растворенных в нефти. Состав газов нефтяных попутных, выделяющихся из

нефти в процессе ее добычи, значительно отличается от состава

свободных газов, добываемых из газоносных пластов того же

месторождения. Влиянием растворимости тяжелых углеводородов могут быть

объяснены часто наблюдаемые расхождения в составе образцов газов,

получаемых из одной и той же нефтяной скважины. Состав газов сильно

зависит от условий отбора пробы, от давления, под которым находится

газ в скважине, соотношения в пробе свободного газа из залежи и газа,

выделившегося из нефти при ее подъеме в скважине. В связи с этим

содержание и состав тяжелых углеводородов в газах, отобранных на одной

и той же площади, показывают значительные колебания. Это относится и к

таким хорошо растворимым газам, как H S и C O .

При вскрытии пласта скважиной вначале начинает фонтанировать газ

газовой шапки, а затем,по мере падения давления, начинает выделяться

газ, растворенный в нефти. В некоторых случиях, когда газ полностью

растворен в нефти, он добывается вместе с нефтью. Количество газа в

кубических метрах, приходящееся на 1 m добываемой нефти, называют

газовым фактором, который для различных месторождений неодинаков и

зависит от природы месторождения, режима его эксплуатации и может

изменяться от 1-2 м до нескольких тысяч м на 1 m добываемой нефти.

Состав газов нефтяных попутных зависит от природы нефти, в который они

заключены, а также от принятой схемы отделения газа от нефти при

выходе их из скважины. Состав попутных газов некоторых нефтегазовых

месторождений Росси показан в таблице.

| | | | | |ды |N , CO, H|

| | | | | | |S |

|Туймазинское| | | 17,3 | 7,9 | 3,3 | 9,6 |

|… |41,9 |20,0 | | | | |

|Ромашкинское| | | 18,5| 8,2| 4,7 | 11,6 |

|... |37,0 |20,0 | | | | |

|Бугурусланск| | | 7,5 | 8,3| - | 1,9 |

|ое… |72,5 |9,8 | | | | |

|Грозненское…| | | | 20,4| 19,8 | - |

| |30,8 |7,5 |21,5 | | | |

|Сураханское…| | | | 0,28| 1,26 | 8,4 |

| |89,7 |0,16 |0,13 | | | |

Большая часть газов нефтяных попутных относится к «жирным» газам,

содержащим, кроме метана, тяжелые углеводороды (пропан, бутан и т.д.)

в количестве 50 г/м и выше. Газы, состоящие преимущественно из метана

и содержащие до 50 г/м тяжелых углеводородов, называют «сухими», или

«тощими». Это, в основном, газы чисто газовых месторождений,

содержание метана в них может составлять 90-98 %. При переработке

жирные газы прежде всего подвергаются удалению бензина, в результате

чего из них выделяются углеводороды, входящие в состав бензина.

Полученный при данном процессе бензин называется газовым. После

отбензинивания газы нефтяные попутные состоят преимущественно из

метана, а также небольших количеств этана, пропана и бутана.

Газы нефтяные попутные используют в качестве топлива и химического

сырья. Энергетическое использование связано с высокой теплотворной

способностью газов нефтяных попутных, которая колеблется от 9300 до

14000 ккал/м углеводородной части газа. При электрокрекинге из метана

образуется ацетилен, при конверсии метана перегретым водяным паром

или CO присутствии катализаторов – смесь CO и H , применяющаяся во

многих органических синтезах. Этан и пропан могут служить источником

получения этилена, бутилена, ацетальдегида, других кислородсодержащих

соединений. Бутан может быть использован для получения дивинила,

бутиловых спиртов, метилэтилкетона и других соединений.

Газы природные – это газы, содержащиеся в недрах Земли, а также газы

земной атмосферы. Газы природные частично растворены в подземных и

наземных водах и нефтях, сорбированы углями и некоторыми глинистыми

породами. Газы природные выделяются из недр земли при вулканической

деятельности по тектоническим трещинам, связанным с газоносными

пластами, выносятся минеральными источниками. Газы природные можно

подразделить на газы биохимические, вулканические, метаморфические,

воздушного и химического происхождения, на газы радиоактивных и

термоядерных процессов.

Биохимические газы – продукты жизнедеятельности бактерий, образуются

при превращениях органических веществ, восстановлении сульфатов или

других минеральных солей. В результате таких процессов могут

образоваться CH , C H , H , H S, CO , N .

Вулканические газы выделяются из недр земли при извержениях,

растворены в расплавленной магме, а также образуются при действии

паров воды при высоких температурах на вещества магмы и контактных с

магмой пород.

Метаморфические газы образуются в процессе превращения ископаемых

углей и других горных пород под действием теплоты и давления, содержат

CH , CO , H , различные углеводороды, H S, CO и другие.

Газы воздушные, находящиеся в недрах земли, состоят из N и инертных

газов, свободный кислород в них отсутствует. Газы химического

происхождения образуются при химическом взаимодействии между

газообразными веществами, водными р-рами и горными породами как при

нормальных условиях, так и при повышенных температурах и давлениях,

существующих на разных глубинах земной коры. При этом могут

образоваться H , CO, CO , H S, N , а также CH и другие углеводороды.

В результате радиоактивных процессов и термоядерных реакций образуется

гелий, аргон, ксенон и другие газы.

К газам природным относятся также горючие газы, скопляющиеся в породах-

коллекторах в виде самостоятельных газовых залежей или же

сопутствующие нефтяным, а также горючие газы, заключенные в угольных

пластах. Происхождение природных горючих газов обусловлено

биохимическим разложением органического вещества и дальнейшим

метаморфизмом последнего под воздействием геохимических факторов.

Кроме того, горючие газы образуются при взаимодействии паров воды с

карбидами металлов, а также CO и H . Основным газом самостоятельных

газовых залежей и угольных пластов является метан. В газах,

сопутствующих нефти, кроме метана, содержатся значительные количества

его гомологов. В таблице дан примерный состав газовых залежей разных

месторождений.

|Месторождение|CH |C H |C H |C H |N +CO |

|Елшанское |93,2 |0,7 |0,6 |0,6 |3,9 |

|Бугурусланско|76,8 |4,4 |1,7 |0,8 |12,3 |

|е | | | | | |

|Абрамовское |98,32|0,0 |0,0 |0,0 |1,68 |

|Дашавское |97,8 |0,5 |0,2 |0,1 |1,4 |

|Ставропольско|98,0 |0,4 |0,15 |0,03 |1,42 |

|е | | | | | |

|Шебелинское |92,5 |2,78 |0,65 |0,56 |3,51 |

В некоторых случаях горючие газы содержат повышенное количество

гелия.

Газы природные горючие и газы попутные добываются как ценное полезное

ископаемое. Газы угольных пластов извлекаются при разработке угольных

месторождений с целью предотвратить их выделение в горные выработки. В

некоторых

Странах (Бельгии, Германии, Китае и др.) угольный газ используется как

топливо. В относительно небольших количествах газы природные

содержатся в пористых или трещиноватых породах, вмещающих рудные и

нерудные полезные ископаемые, и мешают добыче последних, выделяясь в

рудничную атмосферу.