Газогидратные залежи. В определенных термодинамических условиях природный газ в пласте вступает в соединение с пластовой водой, образуя твердые соединения - гидраты газа, в которых молекулы газа заполняют пустоты кристаллической решетки воды с помощью прочных водородных связей. Плотность природных газогидратов составляет 0,9 – 1,14 г/см3. Удельный объем воды в гидратном состоянии возрастает до 1,26 – 1,32 см3/г (льда 1,09 см3/г). Один объем воды, в зависимости от природы газа, связывает от 70 до 300 объемов газа. Гидраты газов характеризуются упругостью газа на порядок ниже упругости пара чистого гидратообразователя. Процесс образования гидратов происходит с выделением тепла. Кристаллогидраты газов характеризуются высокой упругостью, низкой проницаемостью, на 60 – 100 % более высокими скоростями прохождения сейсмических волн
Газогидратные залежи могут формироваться из недонасыщенных газом пластовых вод без наличия литологических покрышек, под ними могут накапливаться залежи свободного газа и нефти. Газогидратные залежи приурочены к районам распространения многолетнемерзлых пород, к охлажденным толщам земной коры на материках и акваториях океана.
Газогидраты обнаружены в отложениях вечной мерзлоты в арктических зонах России, Аляски и Канады и на прибрежных морских площадях многих стран. К настоящему времени, помимо зон вечной мерзлоты, газогидраты по данным геофизических исследований обнаружены в 100 районах, расположенных вдоль восточного и западного побережий Северной и Южной Америки и Евроазиатского континента, в Австралии, Индии, Японии, в Черном, Каспийском и Средиземном морях, озере Байкал и др. В 20 из указанных районов наличие газогидратов уже подтверждено отобранными из скважин образцами. В Соединенных Штатах запасы метана, содержащегося в газогидратах, оцениваются в 8,1 тыс триллионов кубических метров.
Газогидраты не относятся к устойчивым веществам. Они стабильны в условиях определенного, достаточно узкого диапазона температуры и давления. Другая проблема связана с влиянием газогидратов на окружающую среду. По мнению многих исследователей, газогидраты, особенно залегающие под дном океанов и морей, являются основным источником метана в атмосфере. Декомпозиция гидратов на большой площади, вызванная интенсивной эксплуатацией, может спровоцировать неконтролируемое выделение метана в атмосферу. Учитывая, что метан способствует возникновению парникового эффекта почти в 25 раз сильнее углекислого газа, такая возможность серьезно беспокоит экологов.
Изучение характеристик углеводородных залежей. Для выбора режима эксплуатации месторождения необходимо определить параметры залежи: состав газа и содержание в нем конденсата, фазовое состояние системы, изотермы конденсации газа, количество и состав конденсата выделяющегося из 1 м3 газа при различных давлениях и температурах, возможные потери конденсата при эксплуатации месторождения и падении пластового давления в условиях разработки и транспортировки.
Комплект лабораторного оборудования позволяет провести все исследования по определению необходимых характеристик газа. При этом давление и температуру газа принимают соответствующими пластовым. Однако, невозможно соблюсти все условия газогидродинамического подобия процессов фильтрации газоконденсатной смеси в пласте, учесть влияние пористой среды на фазовые превращения, учесть процессы подготовки газа к транспортировке. Сопоставление данных эксплуатации месторождений и лабораторных заключений показало, что отличия могут составить 30 – 40 %.
Фазовые равновесия углеводородных систем. Для прогнозирования фазовых превращений углеводородов при эксплуатации месторождения используют приближенные методы расчета по закону Дальтона-Рауля:
Р Уi = ХiQi ,
где Р – давление смеси, Хi Уi – молярные концентрации компонентов в паровой и жидкой фазах, Qi – давление насыщенных паров компонентов смеси в чистом виде, Р Уi– парциальное давление компонента в паровой фазе, ХiQi – в жидкой фазе того же компонента.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.