Пластовые жидкости и газы

Виды залежей природных флюидов

Виды нефтегазовых залежей различают не только по их строению, но и по содержанию в них флюидов, их соотношению и фазовому состоянию. В продуктивных отложениях земной коры содержатся вода и углеводороды. В зависимости от состава, температуры и давления они могут находиться в залежи в различных состояниях – твердом, газообразном, жидком и в виде газожидкостных смесей.

Если газа в залежи много по сравнению с объемом нефти, то газ располагается в виде газовой шапки, причем в ней содержится и часть жидких углеводородов нефти в виде паров. Кроме того, под высоким давлением в пласте плотность газа становится приблизительно равной плотности легких углеводородов, при этом и тяжелые углеводороды могут частично растворяться в газе.

Если газа в залежи мало по сравнению с объемом нефти, а давление достаточно высокое, газ полностью растворяется в нефти (до 1000 м³ газа в 1 м³ нефти) и тогда газонефтяная смесь залегает в однородном (жидком) состоянии.

Поэтому, в зависимости от условий залегания и количественного соотношения нефти и газа, залежи подразделяются на следующие виды:

1. Нефтяные (с различным содержанием нефтяного газа)

2. Газонефтяные (с большой газовой шапкой)

3. Чисто газовые

4. Газоконденсатные (добывают светлые углеводороды с большим газовым фактором: более1000 м³ газа на 1 тонну нефти)

5. Газогидратные

6. Битумные

Существование газогидратных залежей доказано в последние годы. Газ в таких залежах содержится в твердом (гидратном) состоянии. Это обусловлено свойством газа, при определенных давлениях и температуре, соединяться с водой и образовывать гидраты. Районы распространения газогидратных залежей в основном приурочены к зоне распространения многолетней мерзлоты. Глубина их залегания 2-2,5 тыс.м.

В битумных залежах углеводороды находятся в твердом или малотекучем состоянии.

Но чаще всего четких границ между типами залежей нет, а в процессе разработки физическое состояние и свойства углеводородов постоянно меняются, поэтому необходимо знать все эти изменения в широком диапазоне давлений и температур.

Основными веществами, находящимися в земной коре, являются вода и углеводороды. В этих веществах могут содержаться в виде примесей многие элементы и химические соединения. В настоящее время установлено 425 углеводородных соединений, в которых соотношение углерода к водороду соответствует 5:1, а 0,02% в составе природных углеводородов составляет практически все элементы из таблицы Менделеева.

Например, подземные воды почти всегда являются минерализованными, т.е. содержат в растворенном состоянии соли. В углеводородных газах, насыщающих горные породы, в качестве примесей могут находиться сероводород H₂S, углекислый газ CO₂, инертные газы.

Общее количество солей в подземных водах колеблется от долей % до 40-50% по весу (рассолы), а в морской воде, например, 3-4% соли. Наиболее распространены соли серной H₂SO₄, угольной H₂SO₃ , азотной HNO₃ кислоты (т.е. с металлами Na, K, Mg, Ca, Fe и др.). Кроме того, в водах могут быть йод и бром.

Основной ряд углеводородов, представленных в нефтяных и газовых залежах соответствует порядковому номеру n=18 и более. Все они при нормальных условиях (давлении 1 атм, температура 20⁰С находятся в различных фазовых состояниях:

* С₁ ¸ С₂ (метан, этан, этилен С₂Н₄) – газы;

* С₃ ¸ С₄ (пропан, бутан, пропилен С₃Н₆, бутилен С₄Н₈) – находятся в парообразном состоянии, при повышенных давлениях – жидкости;

* С₅ ¸ С₁₇ – жидкости (бензиновая фракция);

* n і С₁₈ – твердые соединения.

2.1.3. Состав и классификация нефтей

Наиболее широко в нефти представлены углеводороды трех классов:

1) Метановый (парафиновый) ряд – алканы общего состава C_nH_2n+2 .

Углероды парафинового ряда характеризуются значительной химической инертностью. Это свойство обусловлено сохранением их в естественных условиях в нефтях в течение геологических периодов. Они присутствуют во всех фракциях. Содержание в нефти углеводородов метанового ряда составляет примерно 20%.

2) Полиметиленовые (нафтеновые) углеводороды – циклоалканы C_nH_2n (например, С₃H₆ – циклопропан).

Существуют также углеводороды с такой же формулой C_nH_2n, но не являющиеся циклическими – это так называемый олефиновый ряд (первый член C₂H₄ – этилен), они более химически активны, чем парафины, поэтому реже встречаются в природных нефтях. Имеются также ненасыщенные олефины: диолефины с формулой C_nH_2n-2, самый простой из них – ацетилен C₂H₂. Циклопарафины стабильны в химическом отношении и часто встречаются в природных нефтях. Содержание в нефти нафтеновых углеводородов колеблется от 25 до 75%.

3) Ароматические, т.е. углеводороды циклического строения с бензольным кольцом C_nH_2n-6. Эти соединения достаточно стабильны и часто встречаются в природных нефтях. Содержание в нефти ароматических углеводородов составляет 15-20%.

Дата добавления: 2014-12-16