Нефтяные газы и их свойства
Самый легкий из всех углеводородов -
метан. В газах добываемых из нефтяных и газовых месторождений метана содержится
от 40 до 95%.
Одной
из основных характеристик углеводородных газов является относительная плотность, под которой понимают отклонение массы
объема данного газа к массе такого же объема воздуха при нормальных условиях.
Относительная
плотность нефтяных газов колеблется от 0.554 для метана до 2.49 для пентана и
выше. Чем больше в нефтяном газе легких углеводородов - метана СН4 и
этана С2Н6(относительная плотность - 1.038), тем легче
этот газ. При нормальных условиях метан и этан находятся в газообразном
состоянии. Следующие за ним по относительной плотности пропан С3Н8(1.522)
и бутан С4Н0 (2.006) также относятся к газам, но легко
переходят в жидкость даже при небольших давлениях.
Природный газ - смесь газов.
Компонентами природного газа являются углеводороды парафинового ряда: метан,
этан, пропан, изобутан, а также неуглеводородные газы: сероводород, углекислый
газ, азот.
При эксплуатации газовых и
газоконденсатных месторождений в скважинах, газосборных сетях, магистральном
газопроводе при определенных термодинамических условиях образуется
кристаллогидраты. По внешнему виду они похожи на сажеобразную массу или лед.
Гидраты образуются при наличии капельной влаги и определенных давлениях и
температурах.
В
зависимости от преобладания в нефтяных газах легких (метан, этан) или тяжелых
(пропан и выше) углеводородов газы разделяются на
·
Сухие
- природный газ, который не содержит тяжелых углеводородов
или содержит их в незначительных количествах.
·
Жирные-
газ, содержащий тяжелые углеводороды в таких количествах, когда из него
целесообразно получать сжиженные газы или газовые бензины.
На практике принято считать жирным
газом такой, в 1 м3 которого содержится более 60г газового бензина.
При меньшем содержании газового бензина газ называют сухим. С тяжелыми нефтями
добывают преимущественно сухой газ, состоящий главным образом из метана. В
нефтяных газах, кроме углеводородов, содержатся в незначительных количествах
углекислый газ, сероводород и др.
Важной
характеристикой природного газа является растворимость его в нефти.
Коэффициент растворимости газа (газовый
фактор) показывает, сколько газа растворяется в единице объема жидкости при
повышении давления на единицу. Коэффициент растворимости в зависимости от
условий растворения изменяется от 0.4х10-5 до 1х10-5 Па-1.
Со снижением давления до определенного значения (давление насыщения) начинает выделяться растворенный в нефти газ.
По
мере поступления от забоя скважины нефти с газом, газ имеет свойство
расширяться, в результате- объем газа больше объема поступления нефти.
Газовый
фактор не на всех месторождениях, пластах одинаков. Он обычно колеблется от 30
м3/м3 до 100 м3/м3 и выше.
Давление,
при котором из нефти начинают выделяться первые пузырьки растворенного газа,
называют давлением насыщения пластовой
нефти. Это давление зависит от состава нефти и газа, соотношения их объемов
и от температуры.
Наибольшая
температура, при которой газ не переходит в жидкое состояние, как бы, велико не
было давление, называется критической
температурой.
Давление
соответствующее критической температуре называется критическим давлением. Таким образом, критическое давление - это предельное давление, при котором и менее
которого газ не переходит в жидкое состояние, как бы ни была низка температура.
Так, например, критическое давление для
метана »
4.7 МПа, а критическая температура - 82.50С (минус).