Физика пласта: Курс лекций по одноименной дисциплине, страница 16

Природные газы подразделяются на следующие группы:

1. Газы газовых месторождений, свободные от тяжелых углеводородов. Это метан, этан и этилен – сухой газ.

2. Газы сопутствующие нефтяным месторождениям. Это смесь сухого газа, жидкого (пропан-бутановой фракции) и газового бензина (пропана, пропилена, изобутана, бутана, бутилена).

3. Газы газоконденсатных месторождений. Это смесь сухого газа и жидкого углеводородного конденсата, состоящего из большого числа тяжелых углеводородов.

Закономерности в составе нефти и углеводородных газов.

В химическом составе нефтей имеются закономерности позволяющие выделить три группы нефтей по содержанию в них легких фракций:

1. Нефти, легкие фракции которых состоят в основном из парафиновых углеводородов. Такие нефти богаты бензинами (до 15% и более) со значительным количеством ароматических углеводородов. Газ, растворенный в нефтях богат этаном, пропаном и бутаном. Над залежами нефтей наблюдаются большие газовые шапки.

2. Нефти, легкие фракции которых состоят в основном из нафтеновых углеводородов с одним циклом в молекуле, с небольшим количеством парафиновых углеводородов. Бензиновых фракций в этих нефтях меньше, чем в нефтях первого типа. Растворенный в нефтях газ – сухой. Залежи нефтей этого типа обычно имеют небольшие газовые шапки.

3. Нефти, легкие фракции которых состоят в основном из бициклических нафтеновых и до 15% ароматических углеводородов. В нефтях отсутствуют бензиновые фракции и часть керосиновых, незначительное количество растворенного газа метана. Нефти могут быть высоко и малосернистые, высоко и малопарафинистые, высоко и малосмолистые.

Для месторождений газов так же устанавливается три типа, связанных с глубинами их образования:

1. Газы глубоких впадин с мощной осадочной толщей. Газы характеризуются высоким содержанием метана (90% и более) и незначительным содержанием тяжелых углеводородов и других газов (Ю-Каспийская впадина).

2. Газы впадин со средней мощностью осадочной толщи. Они содержат меньше метана, а тяжелых углеводородов больше, чем газы первого типа (Днепрово-Донецкая впадина).

3. Газы древних осадочных толщ с мощностью до 3 км

Конденсат – углеводородная жидкость, находящаяся в пластовых условиях в газообразном состоянии и растворенная в углеводородном газе.

Сырой конденсат содержит жидкие углеводороды и газообразные гомологи метана. Стабильный конденсат состоит из смеси жидких углеводородов, которые можно получить при дегазации конденсата.

Конденсат содержат газоконденсатные, газонефтяные и газовые залежи. Скопление только конденсата в отдельных залежах в природе не встречается. Растворяясь в газах конденсаты, образуют газоконденсатные залежи, находящиеся в пластах в газообразном состоянии (смесь углеводородов с числом атомов углерода пять и более). При снижении пластового давления часть углеводородов смеси переходит в жидкую фазу.

Состав нефти и газа выражают в виде массовой или объемной концентрации компонентов в процентах или мольных долях. Массовая концентрация компонентов равна отношению массы этого компонента к массе смеси:

(М%)_i =(W_i / Σ W_i)100,

где  W_i  –  масса i–го компонета, ΣW_i  –  суммарная масса смеси.

По такому же принципу можно определить и объемную концентрацию компонент:

(V%)_i =(V_i / Σ V _i ) 100

3.2 СВОЙСТВА НЕФТИ

Основные свойства нефти: плотность, вязкость, сжимаемость, объемный коэффициент, давление насыщения газом.

Плотность пластовой нефти определяется её массой в единице объема в системе СИ –  кг/м³ . Пользуются относительной плотностью, представляющей отношение плотности нефти при температуре 20 ⁰С к плотности воды при 4 ⁰С. Относительная плотность нефтей находится в пределах 0,5 – 1,1. Плотность нефти зависит от соотношения легких и тяжелых фракций углеводородов. Нефти плотностью больше единицы называются мальтами. В пластовых условиях растворенный газ и температура понижают плотность нефти. Плотность сепарированной нефти около 800 кг/м³, а в пласте она может быть меньше 500 кг/м³. Средняя плотность нефтей Припятского прогиба – 0,84 кг/м³. Повышение давления приводит к растворению в нефти газа и уменьшению её плотности. Разные газы не одинаково влияют на изменение плотности нефти. Насыщение нефти азотом и углекислотой приводит к росту плотности при повышении давления. Рост давления выше давления насыщения способствует увеличению плотности нефти.