Газы нефтяные попутные– это природные газы,сопровождающие нефть и выделяющиеся при ее добыче. Характерной особенностьюсостава газов нефтяных попутных является наличие в них, кроме метана, такжеэтана, пропана, бутанов и паров более тяжелых углеводородов. Во многих газахнефтяных попутных присутствуют сероводород и негорючие компоненты: азот,углекислый газ, а также редкие газы – He, Ar. Последниесодержатся в количествах, редко представляющих прмышленный интерес.
Нефть и газскапливаются в таких участках земной коры (“ловушках”), где физические игеологические условия благоприятствуют длительному сохранению. В нефтяной залежи газ, сопровождающий нефть, может находиться в растворенном виде (тяжелые углеводороды)или располагаться над нефтью, образуягазовую “шапку”. Состав свободных газов, находящихся непосредственно над нефтью или мигрировавшихв выше расположенные коллекторы, может сильно отличаться от состава газов,растворенных в нефти. Состав газов нефтяныхпопутных, выделяющихся из нефти в процессеее добычи, значительно отличается от состава свободныхгазов, добываемых из газоносных пластовтого же месторождения.Влиянием растворимости тяжелых углеводородов могут быть объясненычасто наблюдаемые расхождения в составе образцов газов, получаемых из однойи той же нефтяной скважины. Состав газов сильнозависит от условий отбора пробы, от давления,под которым находится газ в скважине, соотношения в пробе свободного газа из залежии газа, выделившегося из нефти приее подъеме в скважине. В связи с этим содержание и состав тяжелых углеводородов в газах, отобранных на однойи той же площади, показывают значительные колебания. Это относится и к таким хорошо растворимымгазам, как H S и C O .
Привскрытиипласта скважиной вначале начинает фонтанировать газ газовой шапки, а затем, по мере падениядавления, начинает выделяться газ, растворенный в нефти. В некоторых случиях, когда газ полностьюрастворен в нефти, он добывается вместес нефтью. Количество газа в кубических метрах, приходящееся на 1 m добываемой нефти, называют газовым фактором, который для различныхместорождений неодинаков и зависит от природы месторождения,режима его эксплуатации и может изменяться от 1-2 м до несколькихтысяч м на 1 mдобываемой нефти. Составгазов нефтяных попутных зависит от природы нефти, в который они заключены, атакже от принятой схемы отделения газа от нефти при выходе их из скважины.Состав попутных газов некоторых нефтегазовых месторождений Росси показан втаблице.
Месторождение
Метан
Этан
Пропан
Бутаны
Высшие
Углеводороды
Другие газы:
N , CO, H S
Туймазинское…
41,9
20,0
17,3
7,9
3,3
9,6
Ромашкинское...
37,0
20,0
18,5
8,2
4,7
11,6
Бугурусланское…
72,5
9,8
7,5
8,3
-
1,9
Грозненское…
30,8
7,5
21,5
20,4
19,8
-
Сураханское…
89,7
0,16
0,13
0,28
1,26
8,4
Большая часть газов нефтяныхпопутных относится к «жирным» газам, содержащим, кроме метана, тяжелыеуглеводороды (пропан, бутан и т.д.) в количестве 50 г/м и выше. Газы, состоящие преимущественно изметана и содержащие до 50 г/м тяжелых углеводородов,называют «сухими», или «тощими». Это, в основном, газы чисто газовыхместорождений, содержание метана в них может составлять 90-98 %. При переработкежирные газы прежде всего подвергаются удалению бензина, в результате чего изних выделяются углеводороды, входящие в состав бензина. Полученный при данномпроцессе бензин называется газовым. После отбензиниваниягазы нефтяные попутные состоят преимущественно из метана, а также небольшихколичеств этана, пропана и бутана.
Газы нефтяные попутныеиспользуют в качестве топлива и химического сырья. Энергетическое использованиесвязано с высокой теплотворной способностью газов нефтяных попутных, которая колеблетсяот 9300 до 14000 ккал/м углеводородной части газа.При электрокрекинге из метана образуется ацетилен, при конверсии метанаперегретым водяным паром или COприсутствии катализаторов – смесь CO и H, применяющаясяво многих органических синтезах. Этан и пропан могутслужить источником получения этилена, бутилена, ацетальдегида, других кислородсодержащих соединений. Бутан может быть использовандля получения дивинила, бутиловых спиртов, метилэтилкетона и других соединений.
Газыприродные– это газы, содержащиеся в недрах Земли, а также газы земной атмосферы.Газы природные частично растворены в подземных и наземных водах и нефтях, сорбированы углями и некоторыми глинистыми породами. Газы природные выделяются из недр землипри вулканической деятельности по тектоническим трещинам, связанным с газоносными пластами, выносятся минеральными источниками. Газы природные можно подразделить на газы биохимические,вулканические, метаморфические,воздушного и химического происхождения, на газы радиоактивных и термоядерных процессов.
Биохимическиегазы – продукты жизнедеятельности бактерий, образуются при превращениях органических веществ, восстановлении сульфатов или другихминеральных солей. В результате таких процессов могут образоваться CH, C H, H, H S, CO, N .
Вулканические газывыделяются из недр земли при извержениях, растворены в расплавленной магме, атакже образуются при действии паров водыпри высоких температурах на вещества магмы и контактных с магмой пород.
Метаморфические газы образуются в процессе превращенияископаемых углей и других горных пород под действием теплоты и давления,содержат CH, CO, H, различные углеводороды, H S, CO и другие.
Газывоздушные,находящиеся в недрах земли, состоят из N и инертных газов, свободныйкислород в них отсутствует. Газы химического происхождения образуются прихимическом взаимодействии между газообразными веществами, водными р-рами и горными породами как при нормальных условиях, таки при повышенных температурах и давлениях, существующих на разных глубинахземной коры. При этом могут образоваться H,CO, CO, H S, N, а также CH и другие углеводороды. В результатерадиоактивных процессов и термоядерных реакций образуется гелий, аргон, ксенони другие газы.
К газам природным относятсятакже горючие газы, скопляющиеся в породах-коллекторах в виде самостоятельныхгазовых залежей или же сопутствующие нефтяным, а также горючие газы,заключенные в угольных пластах. Происхождение природных горючих газовобусловлено биохимическим разложением органического вещества и дальнейшимметаморфизмом последнего под воздействием геохимических факторов. Кроме того,горючие газы образуются при взаимодействии паров воды с карбидами металлов, атакже CO и H. Основным газом самостоятельных газовых залежей и угольных пластов является метан. В газах, сопутствующих нефти, кроме метана,содержатся значительные количества его гомологов. В таблице дан примерный составгазовых залежей разных месторождений.
Месторождение
CH
C H
C H
C H
N +CO
Елшанское
93,2
0,7
0,6
0,6
3,9
Бугурусланское
76,8
4,4
1,7
0,8
12,3
Абрамовское
98,32
0,0
0,0
0,0
1,68
Дашавское
97,8
0,5
0,2
0,1
1,4
Ставропольское
98,0
0,4
0,15
0,03
1,42
Шебелинское
92,5
2,78
0,65
0,56
3,51
В некоторых случаях горючие газы содержат повышенноеколичество гелия.
Газыприродные горючие и газы попутные добываютсякак ценное полезное ископаемое. Газы угольных пластовизвлекаются при разработке угольных месторождений с целью предотвратить их выделение в горные выработки. В некоторых
Странах(Бельгии, Германии, Китае и др.) угольныйгаз используется как топливо. В относительно небольших количествах газы природные содержатся в пористых или трещиноватыхпородах, вмещающих рудные и нерудные полезные ископаемые, и мешают добыче последних,выделяясь в рудничную атмосферу.