2.2. Пластовые газы

2.2.1. Состав природных газов

В состав природных газов входят:

а) углеводороды  алканы C_nH_2n+2 и цикланы C_nH_2n;

б) неуглеводороды  азот N₂, углекислый газ СО₂, сероводород Н₂S, ртуть, меркаптаны RSH;

в) инертные газы  гелий, аргон, криптон, ксенон.

2.2.2. Фазовые состояния

Метан (СН₄), этан (С₂Н₆) и этилен (С₂Н₄) при нормальных условиях ( МПа и К) являются реальными газами и составляют сухой газ.

Пропан (С₂Н₆), пропилен (С₃Н₆), изобутан ( = С₄Н₁₀), нормальный бутан-(n=С₄Н₁₀), бутилены (С₄Н₈) при атмосферных условиях находятся в парообразном (газообразном) состоянии, при повышенных давлениях - в жидком состоянии. Они входят в состав жидких (сжижаемых, сжиженных) углеводородных газов.

Углеводороды, начиная с изопентана ( = С₅Н₁₂) и более тяжелые ( ) при атмосферных условиях находятся в жидком состоянии. Они входят в состав бензиновой фракции.

Углеводороды, в молекулу которых входит 18 и более атомов углерода (от С₁₈Н₂₈), расположенных в одну цепочку, при атмосферных условиях находятся в твердом состоянии.

Углеводороды, входящие в состав газа и конденсата, при нормальных условиях могут находиться в трех состояниях в зависимости от числа атомов углерода в молекуле. Углеводороды до С₄Н₁₀ газы, от C₅ до С₁₇  жидкости (конденсат), C₁₈ и высшие - твердые вещества (парафины и др.).

Для определения соотношения между количеством газа и жидкости в смеси при различных давлениях и температурах используют фазовые диаграммы (рис. 2.2.2.1.).

При давлении и температуре, соответствующей области диаграммы I углеводородная смесь находится в газообразном состоянии; в области II существуют одновременно и газ и жидкость (двухфазное состояние), в области III - углеводороды в жидком состоянии.

Если в недрах и на поверхности (зона Г) углеводороды в процессе добычи находятся в однофазном газовом состоянии, месторождение называют газовым.

Для газоконденсатных месторождений (зона ГК) характерен переход углеводородов в двухфазное состояние (газ и конденсат) и в недрах (линия ВС) и на поверхности линия (АЕ).

В газоконденсатнонефтяных месторождениях (зона НГК), углеводороды находятся в двухфазном состоянии (газ, конденсат и нефть), в нефтяных месторождениях (зона Н) - в жидком (нефть) и двухфазном (зона НГК) - нефть и нефтяной газ или нефть, газ и конденсат.

2.2.3. Классификация природных газов

Природные газы подразделяют на три группы.

1. Газы, добываемые из чисто газовых месторождений. Они представляют собой сухой газ, практически свободный от тяжелых углеводородов.

2. Газы, добываемые вместе с нефтью. Это физическая смесь сухого газа, пропан - бутановой фракции (сжиженного газа) и газового бензина.

3. Газы, добываемые из газоконденсатных месторождений. Они состоят из сухого газа и жидкого углеводородного конденсата. Углеводородный конденсат состоит из большого числа тяжелых углеводородов, из которых можно выделить бензиновые, лигроиновые, керосиновые, а иногда и более тяжелые масляные фракции. Кроме того, присутствуют N₂, СО₂, H₂S, Не, Аr и др.