Состав газа залежей нефти, газа и конденсата

Газы нефтяных и газовых месторождений представляют из себя смесь углеводородных газов различного строения. Наиболее распространены гомологи метана - предельных углеводородов, общая формула которых С _n H _{2 n+2} Из формулы видно, что молекулы этих газов

состоят всего из двух элементов - углерода и водорода. Чем больше в молекуле газа атомов углерода, тем газ тяжелее (жирнее). Легкие углеводородные газы состоят в основном из метана, в молекуле которого всего один атом углерода и четыре атома водорода (СН₄). Газ с двумя атомами углерода - этан, с тремя - пропан, с четырьмя - бутан и пятью -пентан. Первые четыре при стандартных условиях являются газами, пентан - жидкостью. В легких углеводородных газах содержание метана может достигать 98-99%.

Кроме углеводородов в природных газах часто присутствует примесь азота, углекислого газа, сероводорода и др. В частности, в газе Астраханского газоконденсатного месторождения содержание сероводорода достигает 24%, и он является сырьем для получения элементарной серы.

Часто в газах содержится значительное количество более тяжелых углеводородов: пентан, гептан, гексан, октан. Это так называемые конденсатсодержащие газы. Обычно эта смесь в пластовых условиях находится в газообразном состоянии. При подъеме на поверхность в связи с изменением гидродинамической обстановки и температуры из нее выделяется (конденсируется) жидкость, состоящая из тяжелых гомологов метана.

В Западной Сибири легкие метановые газы встречаются в сеноманских газовых залежах. Содержание метана в этих газах достигает 97-99% и более. Жирные, конденсатсодержащие газы залегают глубже, в отложениях неокома нижнего мела и в юрских отложениях. Содержание тяжелых компонентов возрастает с глубиной, в некоторых залежах нижнего мела и юры количество конденсата достигает 500-600 граммов на один кубический метр газа. Такие залежи представляют большую ценность, т.к. содержат значительные запасы очень ценного продукта -газового конденсата, который во многих случаях может быть использован в качестве моторного топлива без предварительной переработки.

Физико-химические свойства газов характеризуются его плотностью, молекулярной массой, сжимаемостью, химическим составом, критическими параметрами.

Плотность газа

Плотность газа определяется его массой в единице объема. Единица измерения - кг/м³. Плотность газов нефтяных и газовых месторождений колеблется в пределах 0,7-1,0 кг/м³.

Относительная плотность природного газа (по воздуху) это отношение плотности газа р_г к плотности воздуха р_в, взятых при

одинаковых температуре и давлении. Плотность воздуха в стандартных условиях 1,293 кг/м³. С ростом температуры плотность газа уменьшается.

6.3. Сжимаемость газа

Коэффициент сжимаемости газов показывает изменение объема газа при изменении давления. Как известно, идеальные газы при увеличении давления в два раза во столько же раз уменьшаются в объеме. Реальные углеводородные газы несколько отклоняются от этого закона и сжимаются больше, чем идеальные газы, т.е. обладают «сверхсжимаемостью». Для учета этого свойства углеводородных газов вводится коэффициент z, который показывает, во сколько раз реальный газ сжимается больше, чем идеальный. Коэффициент z колеблется в пределах 1,1-1,3 и имеет большое значение при подсчете запасов газа. Пренебрежение этим коэффициентом может привести к погрешности подсчета запасов газа до 30 и более процентов. Величина коэффициента z определяется по специальным номограммам с учетом критических параметров газовой смеси.

Критические параметры газа

Газы обладают двумя критическими параметрами: критической температурой Т_кр и критическим давлением Р_кр. Критическая температура - это такая температура, выше которой газ ни при каком давлении не может быть превратен в жидкость. Давление, соответствующее точке критической температуры, называется критическим давлением. Физический смысл этого давления заключается в том, что ниже его газ ни при какой температуре не может быть сжижен. Каждая составная газовой смеси (метан, этан и.т.д.) обладает свойственными только этому газу критическими параметрами. Аналогичные параметры смеси определяются как средневзвешенная величина с учетом процентного содержания компонентов.