Вопросы для самопроверки
1. Что из себя представляют углеводородные газы, к каким веществам они относятся?
2. Какой углеводород относится к самым простым, в компонентном составе каких газов он содержится?
3. Представьте химическую и структурную формулу метана и этана.
4. Представьте химическую и структурную формулу пропана и бутана.
5. Представьте общую формулу предельных углеводородных соединений гомологического ряда, в которых углерод до предела насыщен атомами водорода.
6. Какие газы относятся к природным газам?
7. Какие газы относятся к искусственным газам?
8. Какие компоненты относятся к горючей части топливных газов?
9. Какие компоненты относятся к негорючей части топливных газов?
10. Какие компоненты относятся к примесям топливных газов?
11. Какими свойствами отличается метан при нормальных физических условиях?
12. Какой процентный состав метана является взрывоопасным по отношению к воздуху?
13. Сколько процентов углерода и водорода содержатся в метане; какую он имеет массу?
14. Назовите величины высшей и низшей теплоты сгорания метана?
15. Какого значения (в %) достигает содержание метана в природном газе?
16. Что из себя представляет газ этан, где он применяется, каким методом он отделяется от других газов?
17. Сколько процентов составляет пропан и бутан в попутных газах, где они применяются?
18. Что такое углеводород пентан, где его получают и где он используется?
19. На каких месторождениях получают природный и попутный газ?
20. Что из себя представляют природные горючие газы, чем отличаются тощие от жирных газов?
21. Что вы знаете о водороде?
22. Что вы знаете об углекислом газе (СО2) и окиси углерода (СО)?
23. В каких газах содержится азот (N2)?
24. К чему ведет присутствие кислорода (О2) в горючих газах?
25. К каким негативным последствиям приводит присутствие в газе сероводорода (H2S), какое содержание серы допустимо в природном газе, подаваемом потребителю?
26. Что Вы знаете о сжимаемости газов? Как она может влиять на транспорт газа?
27. К чему приводит присутствие в газе воды?
28. Как образовался в газоносных пластах природный газ по теории академика И.А. Губкина?
29. Что из себя представляет газовый конденсат, каким образом его получают?
30. На каких производствах добывают искусственные газы, какую они имеют низшую теплоту сгорания?
2. Поиск, добыча природного газа и нефти
2.1. Поиск газовой залежи
Естественное скопление нефти или газа в недрах земли называется нефтяной или газовой залежью. Обычно в залежи содержится как нефть, так и газ; в этом случае залежь называется нефтегазовой. Имеются также залежи, в которых содержатся газ и конденсат; такие залежи называются газоконденсатными. При наличии в залежи нефти, газа и конденсата ее называют нефтегазоконденсатной. В последние годы открыты залежи, в которых наряду с газом и конденсатом содержится значительное количество сероводорода.
В нефти всегда содержится определенное количество газа, которое называется растворенным или нефтяным газом. На рисунке 2.1 представлена схема многопластовой залежи с содержанием нефти и газа.
Рис. 2.1. Схема нефтегазовой залежи:
1 – внутренний контур газоносности; 2 – внешний контур газоносности;
3 – внутренний контур нефтеносности; 4 – внешний контур залежи
Газовая залежь называется промышленной, если она имеет запасы 50 млрд. м3 газа и более и его разработка экономически целесообразна. Промышленные залежи нефти и газа обычно встречаются в осадочных породах – хороших коллекторах нефти и газа. К таким породам относятся песок, песчаник, известняки и доломиты, имеющие большое количество крупных пор, трещин, каверн. Эти породы служат естественными резервуарами для накопления нефти и газа. Нефть и газ в таких породах могут сохраняться при определенных формах пластов, причем, сверху и снизу эти проницаемые пласты должны быть прикрыты непроницаемыми горизонтами, например, глиной.
Поиск газоносных и нефтеносных горизонтов является наиболее сложным вопросом в связи с расположением их на большой глубине. Первые газоносные пласты были обнаружены, в среднем, на глубине 1,0 км от поверхности земли. Однако таких месторождений было не много и они быстро исчерпались. В настоящее время скважины на нефть и газ бурятся на глубину 3…4,5 км.
Основными способами обнаружения газоносных и нефтеносных пластов в настоящее время являются:
1. Поиск на нефть и газ с использованием локации;
2. Поиск на нефть с использованием ботанических сообществ;
3. Поиск из космоса или вертолета – по потере (прохождению) СН4 через пласт земли вместе с гелием. При этом находящийся в газе гелий светится желтым светом и фиксируется специальным прибором (например, с вертолета);
4. Поиск на нефть и газ с разбуриванием разведочных скважин.
Наиболее распространенный метод – локация, осуществляется следующим образом (рис. 2.2). Тяжелая плита бросается на поверхность земли (или осуществляется взрыв). Ударная волна, дойдя до газо- и нефтеносного горизонта 6 возвращается в виде эха волны, которое регистрируется прибором, выполненным в виде соленоида 7, установленного на поверхности земли.
Рис. 2.2. Схема локации:
1 – металлическая плита; 2 – точка установки прибора регистрации на поверхности грунта для регистрации локации; 3 – распространение ударной волны по толще грунта;
4 – эхо волны; 5 – глинистый герметичный купол; 6 – газоносный или нефтеносный горизонт