- •2. Физико-химические свойства газа, газоконденсатной смеси и пластовой воды, используемые при определении термобарических параметров газовых и газоконденсатных пластов и скважин
- •2.1 Составы природных газов (рис 30-31)
- •2.2. Определение физических свойств газа
- •2.2.1. Критические параметры природных газов и их компонентов
- •2.2.2 Фактор ацентричности молекул реальных газов (рис стр.44)
- •2.2.3 Приведенные параметры природных газов (рис 39-40)
- •2.2.4 Плотность газа (рис стр 40-43)
- •2.2.5 Коэффициенты сверхсжимаемости газов (рис стр-44-56)
- •2.2.6 Вязкость газа (рис 56-63)
- •2.2.7 Влагосодержание газа
- •2.2.8 Теплоемкость газа (рис 71-82)
- •2.2.9 Теплопроводность газа (рис 82-87)
- •1÷9 Теплопроводность газов при Рат: 1 – метана, 2 – этана, 3 – азота, 4 – пропана, 5 – n-бутана, 6 – n-пентана, 7 – углекислого газа, 8 – n-гексана, 9 – n-гептана.
- •2.2.10 Дросселирование газа. Коэффициент Джоуля-Томсона. (рис 87-91)
- •2.3 Гидратообразование газов (рис 97-107)
- •2.3.1 Структура и свойства гидратов
- •2.3.2 Методы определения равновесных давления и температуры гидратообразования (рис 101-107)
- •2.4 Определение физических свойств пластовых вод
- •2.4.1 Плотность пластовых вод
- •2.4.2. Вязкость пластовых вод
- •2.4.3 Сжимаемость пластовых вод
- •2.4.4 Растворимость природных газов в воде
2. Физико-химические свойства газа, газоконденсатной смеси и пластовой воды, используемые при определении термобарических параметров газовых и газоконденсатных пластов и скважин
2.1 Составы природных газов (рис 30-31)
Пластовые флюиды, насыщающие газовые, газоконденсатные и газонефтеконденсатные месторождения, представляют собой многокомпонентные системы, состоящие из углеводородов гомологического ряда метана с общей формулой СnН2n+2, гдеn≥1; нафтеновых – СnН2n, гдеn≥5 и ароматических – СnН2n-6, гдеn≥6 углеводородов, а также из неуглеводородных компонентов – азотаN2, двуокиси углерода СО2, сероводорода Н2S, меркаптанов, редкоземельных инертных газов (аргонаAr, гелия Не, криптона, ксенона) и в редких случаях ртутиHg.
Метан (СН4) и этан (С2Н6) при нормальных условиях, т.е. при Р=0,1013 МПа и Т=2730К представляют собой сухой газ. Пропан (С3Н8), изобутан (i-С4Н10) и нормальный бутан (n-С4Н10) при атмосферных условиях находятся в газообразном состоянии, а при повышении давления – переходят в жидкое. Углеводороды С1÷С4называются легкими углеводородами. Начиная с изопентана (i-С5Н12) и выше, углеводороды при атмосферных условиях находятся в жидком состоянии, и называются тяжелыми углеводородами.
Природный газ, добываемый из месторождений условно можно подразделить на три группы: газы из чисто газовых, из газоконденсатных и газонефтяных месторождений.
Наиболее распространенные составы природных газов газовых, газоконденсатных и газоконденсатонефтяных месторождений Российской Федерации и Карачаганакское приведены в таблице 2.1.
Природные газы в пластовых условиях насыщены парами воды, концентрация которых зависит от состава газа и воды, давления и температуры.
Таблица 2.1 Состав пластовых смесей месторождений природных газов, об.%
Компонент |
Месторождение | |||||||
Северо-Ставропольское |
Вуктыльское |
Оренбургское |
Юбилейное |
Ямбургское* |
Уренгойское БУ–14 |
Карачаганакское |
Астраханское | |
Метан |
98,90 |
74,80 |
84,00 |
79,50 |
97,82 |
82,27 |
73,10 |
51,2 |
Этан |
0,29 |
8,70 |
5,00 |
9,06 |
0,09 |
6,56 |
5,95 |
2,47 |
Пропан |
0,16 |
3,90 |
1,60 |
4,43 |
0,02 |
3,24 |
2,85 |
0,92 |
Бутан |
0,05 |
1,80 |
0,70 |
1,64 |
0,02 |
1,49 |
1,88 |
0,57 |
Пентан + высшие |
– |
6,40 |
1,80 |
4,38 |
0,02 |
5,62 |
6,86 |
3,53 |
Двуокись углерода |
0,20 |
0,10 |
0,51,70 |
0,54 |
0,28 |
0,50 |
5,10 |
14,36 |
Сероводород |
– |
– |
1,35,00 |
– |
– |
– |
3,70 |
26,43 |
Азот |
0,40 |
4,30 |
3,54,90 |
0,48 |
1,75 |
0,32 |
0,56 |
0,38 |
Состав пластовых газообразных смесей выражается в объемных (мольных) долях единицы или в процентах. Объемные и молярные составы газовых смесей практически совпадают, так как объемы одного моля газа при нормальных условиях, т.е. Р=0,098 МПа и Т=273 К, а также при стандартных условиях, т.е. при Р=0,098 МПа и Т=293 К равны ~ 22,4∙10-3 и 24,04∙10-3 м3/моль соответственно.
Если состав газовой смеси задан в мольных (объемных) долях, то в массовые доли он пересчитывается по формуле:
(2.1)
где xi– объемная (мольная) доляi-го компонента; Мi– молекулярная массаi-го компонента.
Если состав газовой смеси задан в массовых долях, то для пересчета его в объемные (мольные) единицы используют формулу:
(2.2)
где gi– массовая доляi-го компонента.