Какое влияние оказывает растворенный в нефти газ на ее свойства
Во всех нефтяных залежах присутствует растворенный в нефти газ, хотя бы в небольших количествах [22]. Для того чтобы газ оставался в растворенном состоянии, требуется определенное давление. Таким образом, все залежи обладают тем или иным количеством потенциальной энергии. Энергия сжатого и растворенного газа обычно является преобладающим видом пластовой энергии в залежах, сформировавшихся в изолированных и запечатанных ловушках (линзах, тектонических блоках, сцементированных песчаных породах и т.п.). Эта энергия высвобождается при расширении растворенного газа и выделении его из нефти вследствие снижения давления в залежи и в столбе нефти в скважине. Расширяющийся газ движется в направлении более низкого градиента потенциала флюида, увлекая с собой нефть. Залежи, разрабатываемые исключительно за счет энергии расширения газа, высвобождающегося из раствора в нефти, называются залежами с режимом естественного истощения или режимом растворенного газа.
В момент вскрытия такой залежи давление в ней достигает максимального значения, а затем постепенно снижается по мере разработки. Так как пластовая энергия заключена главным образом в первоначально сжатом и растворенном в нефти газе, то снижение давления в общем пропорционально количеству газа, извлеченного из залежи вместе с нефтью. Снижение пластового давления обусловливает уменьшение коэффициента нефтеотдачи, поскольку оставшееся в пласте количество энергии недостаточно для восстановления первоначального давления. Остановка скважины не приводит к восполнению пластовой энергии. Когда весь растворенный газ извлечен из залежи, пластовое давление снижается до атмосферного, и остающаяся в пласте нефть может двигаться в скважины только под воздействием гравитационных сил, что является крайне медленным и неэкономичным процессом (см. стр. 439-440: Гравитационные силы). Следовательно, очень важно сохранить естественную энергию залежей, характеризующихся режимами растворенного газа, поскольку расточение этой энергии неизбежно приведет к повышению стоимости разработки залежи и уменьшению количества извлекаемой нефти. В процессе разработки залежей на режиме растворенного газа наступает момент, когда пластовое давление снижается до величины давления насыщения (точки кипения), и газ начинает выделяться из раствора в свободную фазу в виде мельчайших пузырьков, рассеянных в нефти. Эти пузырьки могут собраться в сводовой части залежи, образовав вторичную газовую шапку. Вторичная газовая шапка лишь незначительно увеличивает пластовую энергию и эффективность добычи нефти, и ее ни в коем случае нельзя смешивать с первичной газовой шапкой. Иногда вторичная газовая шапка образуется в результате расширения растворенного газа и выделения его в освободившуюся часть порового пространства, ранее занятого нефтью, извлеченной на поверхность. Скважины, расположенные в пределах распространения вторичной газовой шапки, характеризуются очень высокими газовыми факторами и могут давать даже чистый газ.
В случае полного истощения растворенного газа или значительного снижения его содержания в пластовой нефти энергия природного резервуара может быть восстановлена путем нагнетания в него газа под давлением. Обычно в пласт закачивается тот же самый газ, который добывается вместе с нефтью и отделяется (сепарируется) от нее на поверхности. Кроме повышения и поддержания пластового давления, этим достигается и дополнительный эффект: двигаясь от скважин с высоким давлением (нагнетательных) к скважинам с низким давлением (эксплуатационным), т. е. вновь в направлении понижения градиента потенциала флюида, газ расширяется и увлекает вместе с собой нефть¹. Процесс поддержания пластового давления на уровне его первоначального значения путем закачки в пласт газа под давлением называется восстановлением давления (repressuring). Пластовое давление можно также поддержать или повысить путем закачки в пласт воды под давлением через скважины, расположенные на погруженных участках структуры. Это так называемое заводнение. Если к моменту начала заводнения или закачки газа под давлением первичная энергия пласта, создававшаяся растворенным газом, уже была в значительной степени исчерпана, то такой процесс дополнительной разработки называется вторичной добычей или вторичным методом разработки (см. также стр.447-450). Механизм добычи нефти на естественном режиме растворенного газа и на режиме искусственного поддержания давления в этом случае один и тот же.
Коэффициент нефтеотдачи при режиме растворенного газа значительно ниже, чем при других источниках пластовой энергии, и составляет 10-30%
¹Процесс извлечения жирного газа из пласта, осушения его (отделения конденсата) и закачки сухого газа вновь в пласт с целью поддержания пластового давления называется сайклингом или рециркуляцией газа.
в большинстве случаев менее 20%, геологических запасов нефти в пласте¹. Такой низкий процент нефтеотдачи является следствием весьма ограниченного количества газа, первоначально содержавшегося в нефти и недостаточного для вытеснения нефти из породы и продвижения ее в сторону забоев скважин, а также той легкости, с которой газ проходит через нефть. Различия в конечной добыче нефти на режиме растворенного газа связаны со следующим фактом: в большинстве случаев максимальный коэффициент нефтеотдачи (см. стр. 444) возможен лишь при условии очень медленного темпа разработки и относительно небольших дебитов скважин, что позволяет использовать всю или почти всю энергию сжатого газа для извлечения
Фиг. 10-12. Характеристика разработки залежи на режиме растворенного газа (Murphy, Petrol. Engrs., p. B-92, 1952).
Фиг. 10-13. Обобщенная кривая изменения темпа добычи нефти из залежи с режимом растворенного газа (Murphy, Petrol. Engrs., p. B-94, 1952).
нефти. Только при этом условии разработка такой залежи может быть достаточно выгодной. Если увеличить темп отбора нефти из залежи, пластовое давление начнет резко падать, газовый фактор уже на ранней стадии разработки станет очень высоким, и весьма ограниченная энергия сжатого растворенного газа будет быстро истощена. В некоторых залежах газовый фактор резко возрастает уже после небольшой добычи нефти. Причина этого заключается в том, что относительная проницаемость (фазовая проницаемость) для нефти начинает резко снижаться: извлечение из залежи, например, одной четверти заключенной в ней нефти может привести к уменьшению фазовой проницаемости для оставшейся нефти на 0,1 ее первоначальной величины (см. фиг. 4-6). Это в свою очередь приводит к тому, что коллектор становится более проницаемым для газа, обладающего низкой вязкостью, т.е. к резкому повышению газового фактора. На фиг. 10-12 показан характер уменьшение добычи нефти на режиме растворенного газа с сопутствующим снижением пластового давления и повышением газового фактора. Обобщенная кривая изменения величины добычи нефти за весь период разработки залежи на режиме, использующем энергию растворенного газа,
¹Геологические запасы нефти в пласте («Oil in place») представляют собой то количество нефти, которое содержится в поровом пространстве коллектора, полностью насыщенного этой нефтью. Извлекаемая нефть – это товарная нефть (нефть, получаемая на поверхности), которая может быть добыта с помощью всех известных методов, первичных и вторичных, при существующих экономических условиях. Физически извлекаемая нефть – товарная нефть, которая может быть получена всеми известными методами безотносительно к ее стоимости. Остаточная нефть ‑ нефть, остающаяся в пласте после окончания разработки залежи. Это адсорбированная нефть, а также нефть, удерживаемая капиллярным давлением в мельчайших порах. Она неизвлекаема. Первичная извлекаемая нефть может быть добыта с использованием естественной энергии пласта. Вторичная извлекаемая нефть ‑ это нефть, добываемая с помощью искусственного восстановления энергии пласта, например путем заводнения или закачки газа под давлением.
показана на фиг. 10-13. Сравнительная характеристика добычи нефти и газовых факторов по группе месторождений США приведена на фиг. 10-14. Второй причиной относительно невысокой эффективности разработки нефтяной залежи на режиме растворенного газа является повышение вязкости нефти по мере извлечения газа. Вначале, когда выделяется растворенный в нефти газ, присутствующий в ней в виде мельчайших рассеянных пузырьков, общая вязкость газо-нефтяной смеси уменьшается, и эта смесь движется в пласте более свободно. Однако это лишь временный эффект. Как только мельчайшие пузырьки газа соединятся в крупные пузыри,
Фиг. 10-14. Соотношение между величиной газового фактора и коэффициентом нефтеотдачи для некоторых месторождений США (Katz, Williams, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 36, p. 354, Fig. 12, 1952).
В частности, для группы месторождений побережья Мексиканского залива газовый фактор варьирует в пределах 1250-1500 куб. футов газа на 1 баррель нефти. В этих условиях на каждые 100 баррелей нефти в пласте можно получить 60-62 барреля нефти на поверхности. Наиболее высокий газовый фактор для нефтяной залежи составляет 4900 куб. фут/баррель, а самый низкий для газоконденсатной ‑ 3300 куб. фут/баррель.
1 ‑ газоконденсатные месторождения; 2 ‑ нефтяные и газо-нефтяные месторождения.
образовав непрерывную газовую фазу, газ начнет обгонять нефть в своем движении к скважинам. Большая часть нефти, обедненной растворенным газом и потому более вязкой, становится неизвлекаемой. На этой стадии разработки скважины вместе с нефтью начинают давать и небольшое количество воды, что свидетельствует о снижении «промывающего эффекта» пластовых вод в общем объеме добываемой нефти.
Режим газовой шапки (газонапорный режим)
Присутствие первичной газовой шапки над нефтяной залежью свидетельствует об избыточном количестве газа, полностью насыщающего нефть при пластовых давлении и температуре. Это так называемая «насыщенная залежь». В этом случае пластовая энергия заключена не только в газе, растворенном в нефти, но и в сжатом пластовым давлением свободном газе газовой шапки. При снижении пластового давления по мере извлечения нефти и уменьшения ее объема расширяющийся свободный газ «подчищает» поровое пространство, способствуя передвижению этой нефти к скважинам. Режим работы залежи, характеризующейся наличием первичной газовой шапки и движением нефти исключительно в результате расширения растворенного газа и сжатого газа газовой шапки, называется газонапорным режимом или режимом газовой шапки. Соотношения между объемами нефти и газовой шапки в таких залежах могут быть самыми различными: одни залежи характеризуются небольшими газовыми шапками, другие, наоборот, крупными шапками и незначительными нефтяными оторочками.
Когда в залежи с режимом растворенного газа пластовое давление упадет до точки кипения, различие между этим режимом и газонапорным режимом начинает исчезать. Давление в залежи с режимом растворенного газа может снижаться до тех пор, пока не образуется газовая шапка, т.е. на поздних стадиях разработки в залежи могут действовать оба источника пластовой энергии. В начальной стадии разработки, когда залежь только что вскрыта скважинами, для любой залежи характерен максимум аластовой энергии. Затем по мере снижения пластового давления количество пластовой энергии уменьшается вплоть до полного ее истощения, и дальнейшее извлечение нефти становится невозможным.
Фиг. 10-15. Эксплуатационная характеристика залежи при газонапорном режиме (Murphy, Petrol. Engrs., p. B-92, 1952).
Раньше, когда не были еще известны залежи с газонапорным режимом, скважины обычно «продували» до тех пор, пока из залежи не выходило все избыточное количество газа и в скважину не начинала поступать нефть. Скважины, вскрывшие газовую шапку, начинали давать чистый газ сразу же, но часто газом фонтанировали и скважины, вскрывшие нефтяную часть залежи, в особенности в случае слишком быстрого извлечения флюидов. В результате энергия сжатого газа преждевременно истощалась, что вело к необходимости перевода скважин на насосный способ добычи значительно раньше, чем это требовалось при условии сохранения пластовой энергии. Современные методы эксплуатации скважин направлены на максимальное использование пластовой энергии, чтобы газ не только увлекал в скважину возможно большее количество нефти, но и способствовал подъему этой нефти на поверхность.
Эффективность разработки залежей на газонапорном режиме значительно выше, чем на режиме растворенного газа, и коэффициент нефтеотдачи колеблется от 30 до 80%, но в большинстве случаев не превышает 60%.
Основным фактором, препятствующим более полному извлечению нефти при газонапорном режиме, является низкая вязкость газа, обусловливающая большую, чем у нефти, скорость фильтрации его сквозь наиболее проницаемые участки пласта. Если залежь интенсивно эксплуатируется, газ начинает обгонять нефть, почти не вытесняя ее из порового пространства. На фиг. 10-15 показана типичная диаграмма снижения темпа добычи в случае работы залежи на газонапорном режиме. Газовый фактор достигает максимального]значения в момент, когда добыча нефти из залежи становится минимальной.
Залежи, которые в условиях небольших глубин обычно характеризуются присутствием газовых шапок, приобретают совершенно иной облик с увеличением температуры и давления с глубиной, пока в конечном счете различие между нефтью и газом не исчезнет вовсе. Такому случаю отвечает точка В на фиг. 10-4. Плотность газа возрастает с увеличением давления (или глубины) в результате увеличения степени сжатия газа в ограниченном пространстве. Плотность нефти, наоборот, по мере погружения будет уменьшаться, так как возрастающее давление будет способствовать переходу все большего количества свободного газа в растворенное состояние. В конце концов в критической точке, соответствующей абсолютному давлению 5000-6000 фунт/кв. дюйм (350-420 атм), величины плотности газа и нефти станут равными, а значения вязкости, поверхностного натяжения и сжимаемости – настолько близкими, что отличить нефть от газа станет практически невозможно, ибо они перейдут в однофазное состояние. Такова, в частности, природа газоконденсатных залежей: при увеличении давления происходит растворение нефти в газовой фазе (испарение) и образование однофазной системы, а при снижении давления ‑ обратная (ретроградная) конденсация с разделением смеси на жидкую и газообразную фазы.
Источник
15 основных свойств нефтей и природных газов
- Плотность нефти в зависимости от химического состава и количества растворенного газа колеблется от 700 до 1000 кг/м3. Она возрастает по мере увеличения содержания в ней тяжелых смолисто-асфальтеновых компонентов. Плотность газов при температуре 00С и давлении 1 атм для метана составляет 0,716 кг/м3, для этана – 1,356 кг/м3, пропана – 2,019 кг/м3, бутана 2,672 кг/м3, пентана – 3,215 кг/м3. Плотность воздуха при тех же условиях составляет 1,292 кг/м3.
- Вязкость. Вязкостью жидкости называется ее способность оказывать сопротивление действующей силе. Единицей измерения вязкости в системе СИ является миллипаскаль в секунду – мПа·с. Чем больше в нефтях ароматических и нафтеновых циклов, тем выше ее вязкость. При нормальном давлении с повышением температуры вязкость нефти уменьшается, а вязкость газов возрастает. Вязкость воды составляет 1 мПа·с, нефти – от 1 до 25 мПа·с.
- Текучесть – величина обратная вязкости. Чем меньше вязкость, тем больше текучесть.
- Температура кипения. Чем больше атомов углерода входит в состав молекул, тем выше температура кипения углеводородов. Легкие нефти закипают раньше, чем тяжелые.
- Фракционный состав нефти. Фракции нефти, выкипающие при температуре 950С, называются петролейным эфиром, от 95-1950С – бензином, от 190-2600С – керосином, от 260-3500С – дизельным топливом, от 350-5300С – маслами, свыше 5300С – остатком (мазут, смола, битум). Для нормальной нефти (плотностью 850 кг/м3) выход бензиновой фракции составляет 27%, керосина – 13%, дизельного топлива – 12%, тяжелого газойля – 10%, смазочных масел – 20%, мазута, смол – 18%. На заводах глубокой переработки нефти по крекинг-технологии выход бензиновой фракции доводится 45%.
- Теплота сгорания – количество теплоты выделяющееся при сгорании 1 кг. топлива. Для угля она составляет 33600 Дж/кг, для нефти – 43250-45500 Дж/кг, для газа – 37700-56600 Дж/кг.
- Цвет нефти изменяется в широких пределах от бесцветного, светло-желтого, желтого до темно-коричневого и черного. Некоторые нефти при дневном освещении имеют зеленоватый и синеватый оттенки.
- Люминесценция – холодное свечение веществ под действием различных факторов. Различают флюоресценцию и фосфоресценцию. Флюоресценцией называют свечение веществ непосредственно после прекращения возбуждения в течение не более 10-7 сек. Если вещество продолжает светиться более длительное время, то говорят о фосфоресценции. В ультрафиолетовых лучах легкие нефти флюоресцируют интенсивно голубым цветом, тяжелые – желто-бурым и бурым цветами.
- Электропроводимость. Нефти являются диэлектриками, т.е. не проводят электрический ток.
- Оптическая активность. Нефти способны слабо вращать плоскость поляризации светового луча. Величина угла оптического вращения уменьшается с уменьшением возраста нефтей.
- Молекулярный вес. Молекулярный вес сырой нефти колеблется в пределах 240-290. Наиболее тяжелые фракции нефтей – смолы и асфальтены имеют высокий молекулярный вес – 700-2000.
- Коэффициент теплового расширения нефти характеризует ее способность увеличивать объем при нагревании. Зависит от состава нефти.
- Растворимость газов. Все углеводородные газы, начиная от метана до пентана, при обычных температурах весьма инертны к действию кислорода, щелочей и кислот. Растворяются в воде. Растворимость газов в нефтях зависит от состава нефти и газа, возрастает по мере повышения давления. При одинаковом количестве атомов углерода в молекуле жидкого углерода при прочих равных условиях газ лучше всего растворяется в метановых нефтях, хуже в нафтеновых и хуже всего в ароматических нефтях. Чем выше молекулярный вес газообразного углеводорода, тем он лучше растворяется в нефтях: лучше растворяется пентан, хуже всех – метан. Количество растворенного в жидкости газа называется газовым фактором. Газовый фактор нефтей возрастает с глубиной, по мере увеличения давления. На глубинах 1,5-2 км он составляет 150-200 м3/м3. Если снизить давление в пласте, то часть газа выделяется в свободную фазу.
- Давление насыщения. В природных условиях нефти не всегда полностью насыщены газом. Давление (при постоянной температуре), при котором из нефти начинает выделяться растворенный в ней газ в свободную фазу, называется давлением насыщения.
- Обратная (ретроградная) растворимость – растворимость нефтей в газах. В области повышенных давлений при достаточно большем объеме газовой фазы жидкие углеводороды растворяются в газе, переходя в парообразное состояние. Образуется газоконденсатная смесь (залежь). Нефть меньше всего растворяется в метане. Добавка к метану более тяжелых газообразных углеводородов увеличивает его растворяющую способность. С повышением давления при постоянной температуре и с повышением температуры при постоянном давлении растворимость жидких углеводородов в газах увеличивается. Она падает с повышением молекулярного веса углеводородов. Хуже всего растворяются смолы и асфальтены. Если понизить давление в пласте, то конденсат выделится в свободную фазу. Количество растворенной в газе нефти называется конденсатным фактором. Конденсатный фактор газов возрастает с глубиной, по мере увеличения давления. На глубине 3 км он составляет 200-250 см3/м3, на глубине 4 км 400-450 см3/м3.
Таблица 4
Растворимость газов в воде и других растворителях
(см3/1000см3 растворителя) при t=20°С, Р=1 атм.
Газы | Растворитель | ||||
вода | этиловый спирт | бензол | гексан | ацетон | |
Метан | 33 | 46 | 49 | 59 | |
Этан | 47 | 220 | 340 | ||
Пропан | 37 | 800 | 1450 | ||
Бутан | 36 | 1800 | 3000 | ||
Этен | 13 | 270 | 290 | 300 | 2400 |
Пропен | 22 | 1200 | |||
Ацетилен | 103 | 680 | 400 | 3100 |
- Упругость паров углеводородов. Наибольшей упругостью паров обладает метан. Чем тяжелее углеводороды, тем меньше упругость и разность упругости паров при различных температурах.
- Сорбция нефтей и газов – способность поглощаться различными адсорбентами. В качестве сорбента чаще всего применяется уголь, силикагель. На способности адсорбентов поглощать углеводороды основаны хроматографические методы разделения нефтей и газов на фракции.
- Газонасыщенность (газовый фактор) нефти определяется количеством газа, растворенного в нефти в условиях залежи. Измеряется в м3 на 1 м3 нефти.
- Конденсатный фактор газов – количество растворенной нефти в 1 м3 газа в условиях залежи. Выражается в кубических сантиметрах на 1 м3 газа.
II.4. Классификация нефтей и газов по их химическим и физическим свойствам
В природе наблюдается огромное разнообразие нефтей и газов. Классификация их производится по каждому признаку (свойству) отдельно и на количественной основе. По этим признакам выделяются марки нефтей.
1. По химическому составу различаются три класса нефтей:
- Метановые, нафтен-метановые
- Нафтеновые,метан-нафтеновые
- Нафтен-ароматические.
К первой группе относятся нефти, добываемые в Волго-Уральской провинции, в Западной Сибири, Чечено-Ингушетии, Дагестане, Западной Украине и др. Нефти второй группы добываются в Западно-Предкавказской провинции (Кубань), в Апшерон-Нижнекуринской провинции (Баку), в Туркмении, на Эмбе, на Сахалине. Нефти третьего типа встречаются редко: на Кубани, Эмбе, Ухте и др.
2. По содержанию серы различаются нефти трех типов:
I. малосернистые (S<0,5%)
II. сернистые (S – 0,5 – 2%)
III. высокосернистые (S>2,0%)
3. По содержанию легких фракций (выкипающих при температуре до 350 С) выделяются три типа нефтей
Т1>45%
Т2- 30 – 45%
Т3<30%
4. По содержанию базовых масел выделяются четыре класса нефтей:
М1>25%
М2- 20 – 25%
М3- 15 – 20%
М4<15%
5. По содержанию парафина различаются нефти трех типов:
П1 – малопарафиновые (<1,5%)
П2 –парафиновые (1,5 – 6%)
П3 – высокопарафиновые (>6%)
6. По степени вязкости выделяются три типа нефтей:
И1– 1–5мПа×с
И2- 5-25мПа×с
И3>25мПа×с
7. По удельному весу различаются нефти пяти классов:
- очень легкие – 700 – 750 кг/м3
- легкие – 750 – 830 кг/м3
- нормальные – 830 – 860 кг/м3
- тяжелые – 860 – 900 кг/м3
- очень тяжелые – 900 – 1000 кг/м3
По этим признакам составляется шифр нефти. Например IТ2М3И1П3 – нефть малосернистая, со средним содержанием легких фракций, малосмолистая, маловязкая, высокопарафинистая. Такую характеристику имеет нефть Жетыбайского месторождения (п-ов Мангышлак). В России особо легкие нефти добываются в Калининградской, Саратовской, Новосибирской областях, на Северном Кавказе, в Эвенкии (Восточная Сибирь). Наиболее тяжелые нефти добываются в Пезенской, Ульяновской областях, в Удмуртии, Краснодарском крае. Тяжелые нефти извлекаются на севере Волго-Уральской провинции, в Астраханской, Сахалинской областях. В остальных районах добывается нормальная нефть плотностью 830 – 870 кг/м3.
Малосернистые (S<0,6%) нефти добываются на юге Волго-Уральской провинции, на Северном Кавказе, в Калининградской, Новосибирской областях, сернистые – в Среднеобской области Западной Сибири. Высокосернистые (S>1,8%) нефти извлекаются в Центральных и Северных частях Волго-Уральской провинции, на юге Тюменской области.
Конденсаты представляют легкую нефть светлого, желтого, оранжевого цветов. Это – готовое топливо для машин и ценнейшее химическое сырье. Выход бензиновой фракции из них составляет 44-85%. Плотность их колеблется от 698 до 840 кг/м3. Вязкость низкая – от 0,5 до 1,5 мПа·с. Химический состав их: преобладают алканы – 55-70%, содержание нафтенов – 20-30%, аренов – 8-20%. В природных (пластовых) условиях конденсат находится в растворенном в газе (парообразном) состоянии, выделяется в свободную фазу в виде жидкости при снижении давления, например, при разработке газоконденсатных месторождений и залежей.
Конденсатный фактор природных газов возрастает с глубиной. Например, на Уренгойском месторождении на глубине 2340м он составляет 110 см3/м3, на глубине 3000 м – 400 см3/м3.
Классификация углеводородных газов производится по содержанию гомологов метана и по количеству растворенного в них конденсата. К гомологам метана относятся этан, пропан, бутан, пентан. Среди гомологов метана обычно преобладает этан – 6-20%. Природный газ в основном (на 98-99%) состоит из метана. Такой газ называется сухим. Газ, богатый гомологами метана и конденсатом, называется жирным. Жирность газов возрастает по мере увеличения глубины залегания и пластового давления. Газы малых глубин (до 1,5 км) сухие, тощие, средних глубин (1,5-4 км) – полужирные, жирные, больших глубин (>4 км)– жирные.
Таблица 5
Классификация природных газов по содержанию гомологов метана и растворенного конденсата.
Типы газов | Содержание гомологов метана,% | Конденсатный фактор, см3/м3 | |
1 | Сухой (метановый) | <5 | <10 |
2 | Тощий | 5-10 | 10-100 |
3 | Полужирный | 10-20 | 100-200 |
4 | Жирный | 20-50 | >200 |
Попутный газ – газ, добываемый при разработке нефтяных месторождений. В пластовых условиях этот газ находится в растворенном в нефти состоянии, а при снижении давления выделяется в свободную фазу. По химическому составу обычно он относится к классу жирных газов.
Сжижение газов. В промышленности сжижение газов осуществляется с помощью компрессора, где газ сжимается под давлением, а потом охлаждается холодильным россолом. В качестве хладоагента при сжижении метана используется жидкий азот. Различаются две группы сжиженных газов:
- пропан-бутановые и пропилен-бутановые газы. Они сжижаются при обычных температурах и сравнительно невысоких давлениях, хранятся в стальных баллонах, рассчитанных на давление 16 кг/см2
- Метановый газ. Сжижается при низких температурах (-161,3ºС), хранится в специальных хладостойких баллонах, расчитанных на 10кг/см2.
Сжиженный газ используется в качестве топлива в быту и в газобаллонных автомобилях. В Алжире, Ливии, Канаде построены заводы по сжижению и транспортировке его в Японию, Великобританию. Температура горения природного газа в воздухе составляет 195°С, в кислороде – 278°С.
Газокогидраты – полутвердые и твердые вещества в виде льда и снега, содержащие растворенный газ, выделяющийся в свободную фазу в процессе их растаивания. Плотность метановых газогидратов 920 кг/м3, этановых – 1000 кг/м3. В кубическом метре газогидрата содержится до 200 м3 метана. Залежи газогидрата выявлены в вечно мерзлых горных породах и на дне мирового океана, где господствуют низкие температуры (ноль – минус 2°С). Здесь под действием высокого давления и низкой температуры образовались триллионы тонн газогидрата – энергоемкого минерала, который кристаллизовался из газонасыщенной воды.
Рынок нефти. На мировом рынке различаются несколько сортов нефти. Сортность нефти определяется по их химическому составу. Наиболее высоко ценятся ароматические нефти, но их в природе мало. Содержание серы ухудшает товарные качества нефти. В нефтях сорта “брент” содержание серы в среднем составляет 0,5%, в сортах “дубай”, “уралс” 1–1,5%. Основная часть мировой нефти относится к сорту “дубай”, покупается по более низким ценам, чем сорт “брент”. Российская нефть на мировом рынке в основном относится к сорту “уралс” – (уральская), по химическому составу близка к сорту “дубай”. Цены на нефть определяются странами ОПЕК, куда входят страны-экспортеры нефти: Венесуэла, Эквадор, Ливия, Габон, Нигерия, Индонезия, Алжир, Арабские Эмираты, Саудовская Аравия, Катар, Кувейт, Иран, Ирак. Основными покупателем нефти являются США – 300 млн.т в году, Япония, Китай, Западная Европа. В 1987 году цена нефти составляла 18 долларов за баррель, в 1990 – 14 долларов. В 1988 году цены на нефть были рекордно низкие: от 9,5 до 12 долларов, в 2000 году – рекордно высокие – 29 долларов за баррель. Мировые цены на сырую нефть в 2002 году составляли ( баррель/доллар) по сортам “брент” – 25,02, “дубай” – 23,85, “уралс” – 23,73, “опек” – 24,34. Цены на конденсат вдвое дороже нефти.
Источник